Протон может выглядеть и как шар

Структура протона оказалась в самом центре пристального внимания работников Лаборатории Джефферсона американского Департамента энергетики. Серия экспериментов по выяснению здания этой элементарной частицы дала почву нежданным - негаданным результатам. Как оказалось, протон может иметь отнюдь не простую шарообразную форму, как это привыкли себе представлять физики. Основанием для такого вывода стали измерения распределения электрического заряда и намагничивания в протонах.
 
 Основная цель ядерной физики заключается в изучении структуры и поведения вещества, участвующего в сильных взаимодействиях - а именно составляющих его частиц (глюонов и кварков). Важным шагом к этой цели является расшифровка внутренней структуры нейтронов и протонов. Это - одна из основных задач, для решения которых и была была сооружена лаборатория Джефферсона.
 
 Протон может выглядеть и как шар, и как тор, и как.... арахис!
 
 Протон состоит из трех заряженных кварков и соединяющего их глюона. Кварки движутся, в следствии этого заряд протона распределяется по его объему. Движение заряженных кварков приводит к возникновению электротока, который, так же, создает магнитное поле. Кроме этого, и кварки и глюоны имеют спины, что приводит к возникновению магнитного момента. Синтез общего магнитного поля и магнитного момента называется намагничиванием. Лаборатория Джефферсона занимается измерением электрического заряда и распределения намагничивания, описывающими внутреннюю структуру протона.
 
 В 2-х не так давно произошедших экспериментах исследователи направили поляризованный луч электронов на жидкий водород, охлажденный до 17 градусов по Кельвину. При столкновении таких электронов с протоном в атоме водорода протон отскакивал, становясь в период взаимодействия поляризованным. Отброшенные протон и электрон затем регистрировались двумя высокоточными спектрометрами, а поляризация протона измерялась особым прибором. В следствии исследователи смогли установить соотношение распределения магнитного заряда к распределению намагничивания внутри протона. Эксперименты показали нежданные - негаданные и существенно расходящиеся энергозависимости для форм-факторов: распределение заряда отличается от распределения намагничивания - заряд более равномерно распределен. В то же время по устоявшимся в науке представлениям, распределение и электрического заряда, и намагничивания наверное в протоне одним и тем же.
 
 Эти результаты заинтересовали как теоретиков, так и экспериментаторов. Они помогли вывести из рассмотрения некоторые несостоятельные модели, направив научных работников к более точному описанию внутренней структуры протона. Например, они подтвердили выдвинутую в 1996 году Г.Миллером и М.Франком из университета Вашингтона теорию, в соответствии которой, например, протон не очень нужно шарообразен. Исходя из углового момента кварков, протон быть может или шарообразным, или тором, или кренделем в форме арахиса.