一颗中子星的直径只有数十公里，却包含了 1～2 颗太阳的质量，可知其内部压力要有多高，才能将如此大量的物质压缩在小小空间里。然而麻省理工学院一项新研究发现，质子内部压力比中子星还要大 10 倍。
在粒子标准模型中，质子由 3 个基本粒子夸克（2 个上夸克 + 1 个下夸克）组成，夸克又经由胶子所传递的强交互作用（宇宙 4 种基本力中最强的一种）紧密捆绑在一起。细部观察之，会发现质子中心的夸克和胶子产生一股力往外猛推、而周围区域又有其他力往内猛压，两者不断竞争抗衡的结果稳定了质子整体结构。
来自麻省理工学院的物理学家们现在利用夸克与胶子的相互作用，计算出质子内部的压力分布，发现质子核心压力高达 10^35 帕（Pa），比中子星的内部压力大 10 倍。
他们的研究结果和去年来自美国能源部杰斐逊实验室（托马斯·杰斐逊国家加速器装置）团队的结论相似，后者利用电子束撞击氢原子目标物，电子与目标质子内部的夸克相互作用，然后研究人员根据电子从目标物散射的方式确定整个质子压力分布。
但麻省理工学院研究人员表示，上述研究的分析叙述还不够完整。杰斐逊实验室团队只根据夸克的相互作用计算压力分布，没有考虑胶子，然而质子由夸克和胶子组成，它们在质子内部以动态波动方式不断相互作用着，若要计算压力分布，两者缺一不可。
麻省理工学院助理教授 Phiala Shanahan 及其团队采用量子色动力学（Quantum Chromodynamics，QCD）方程，利用超级电脑计算质子内部压力，花了约 18 个月运行各种配置，才确定了从质子中心到边缘每个点的平均压力，并且相对于杰斐逊实验室的结果，发现质子周围的低压区域扩展得更远。
众所皆知中子星密度高得吓人，一茶匙中子星的物质其重量是月球 15 倍。但现在分析证明，构成宇宙中大部分可见物质的粒子质子，压力更大。新论文发表在《物理评论快报》（Physical Review Letters）。
- Physicists calculate proton’s pressure distribution for first time
（首图来源：麻省理工学院）
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