ঘূর্ণায়মান বাহিনী, প্রোটনে পরিমাপ করা চাপ কোয়ান্টা ম্যাগাজিন

পদার্থবিজ্ঞানীরা প্রোটনকে এমনভাবে অন্বেষণ করতে শুরু করেছেন যেন এটি একটি সাবটমিক গ্রহ। কাটওয়ে মানচিত্র কণার অভ্যন্তরের নতুন পাওয়া বিবরণ প্রদর্শন করে। প্রোটনের মূল বৈশিষ্ট্যগুলি অন্য যে কোনও পরিচিত আকারের পদার্থের তুলনায় আরও তীব্র চাপ দেয়। ভূপৃষ্ঠের অর্ধেক দিকে, সংঘর্ষের ঘূর্ণি শক্তি একে অপরের বিরুদ্ধে ধাক্কা দেয়। এবং "গ্রহ" সামগ্রিকভাবে পূর্ববর্তী পরীক্ষাগুলির চেয়ে ছোট।

পরীক্ষামূলক তদন্তগুলি প্রতিটি পরমাণুকে নোঙ্গর করে এবং আমাদের বিশ্বের বেশিরভাগ অংশ তৈরি করে এমন কণা বোঝার অনুসন্ধানের পরবর্তী পর্যায়ে চিহ্নিত করে।

"আমরা সত্যিই এটিকে একটি সম্পূর্ণ নতুন দিক উন্মোচন হিসাবে দেখছি যা বস্তুর মৌলিক কাঠামোর দিকে আমাদের দেখার উপায় পরিবর্তন করবে," বলেন লতিফা ইলাউদরিরি, নিউপোর্ট নিউজ, ভার্জিনিয়ার টমাস জেফারসন ন্যাশনাল অ্যাক্সিলারেটর ফ্যাসিলিটির একজন পদার্থবিদ, যিনি এই প্রচেষ্টার সাথে জড়িত।

পরীক্ষাগুলি আক্ষরিক অর্থে প্রোটনের উপর একটি নতুন আলো জ্বালিয়েছে। কয়েক দশক ধরে, গবেষকরা ইতিবাচকভাবে চার্জ করা কণার ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক প্রভাবকে সাবধানতার সাথে ম্যাপ করেছেন। কিন্তু নতুন গবেষণায়, জেফারসন ল্যাব পদার্থবিদরা পরিবর্তে প্রোটনের মহাকর্ষীয় প্রভাবকে ম্যাপ করছেন - যথা, শক্তি, চাপ এবং শিয়ার স্ট্রেসের বন্টন, যা কণার মধ্যে এবং চারপাশে স্থান-কালের ফ্যাব্রিককে বাঁকিয়ে দেয়। গবেষকরা এটি একটি অদ্ভুত উপায়ে শোষণ করে যাতে ফোটনের জোড়া, আলোর কণা, একটি মহাকর্ষ অনুকরণ করতে পারে, অনুমান করা কণা যা মাধ্যাকর্ষণ শক্তিকে প্রকাশ করে। প্রোটনকে ফোটনের সাথে পিং করার মাধ্যমে, তারা পরোক্ষভাবে অনুমান করে যে কীভাবে মাধ্যাকর্ষণ এটির সাথে যোগাযোগ করবে, এই বিকল্প উপায়ে প্রোটনকে জিজ্ঞাসাবাদ করার কয়েক দশকের পুরানো স্বপ্নকে উপলব্ধি করে।

"এটি একটি ট্যুর ডি ফোর্স," বলেন সেড্রিক লরসে, ফ্রান্সের ইকোল পলিটেকনিকের একজন পদার্থবিদ যিনি এই কাজের সাথে জড়িত ছিলেন না। "পরীক্ষামূলকভাবে, এটি অত্যন্ত জটিল।" 

ফোটন থেকে গ্র্যাভিটন পর্যন্ত

পদার্থবিদরা গত 70 বছরে প্রোটন সম্পর্কে বারবার ইলেক্ট্রন দিয়ে আঘাত করে প্রচুর পরিমাণে শিখেছেন। তারা জানে যে এর বৈদ্যুতিক আধান তার কেন্দ্র থেকে প্রায় 0.8 ফেমটোমিটার বা এক মিটারের চতুর্ভুজ পর্যন্ত বিস্তৃত। তারা জানে যে আগত ইলেকট্রনগুলি তিনটি কোয়ার্কের মধ্যে একটিকে দেখতে থাকে - চার্জের ভগ্নাংশ সহ প্রাথমিক কণা - যা এটির ভিতরে গুঞ্জন করে। তারা কোয়ান্টাম তত্ত্বের গভীর অদ্ভুত পরিণতিও পর্যবেক্ষণ করেছে যেখানে, আরও জোরদার সংঘর্ষে, ইলেকট্রনগুলি উপস্থিত হয় একটি ফেনাযুক্ত সমুদ্রের মুখোমুখি অনেক বেশি কোয়ার্ক এবং সেইসাথে গ্লুওন দ্বারা গঠিত, তথাকথিত শক্তিশালী বলের বাহক, যা কোয়ার্ককে একসাথে আঠালো করে।

এই সমস্ত তথ্য একটি একক সেটআপ থেকে আসে: আপনি একটি প্রোটনে একটি ইলেকট্রন ফায়ার করেন এবং কণাগুলি একটি একক ফোটন বিনিময় করে - ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক বলের বাহক - এবং একে অপরকে দূরে ঠেলে দেয়। এই ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক মিথস্ক্রিয়া পদার্থবিদদের বলে যে কীভাবে চার্জযুক্ত বস্তু হিসাবে কোয়ার্কগুলি নিজেদেরকে সাজাতে থাকে। কিন্তু প্রোটনের বৈদ্যুতিক চার্জের চেয়ে অনেক বেশি কিছু আছে।

"পদার্থ এবং শক্তি কীভাবে বিতরণ করা হয়?" জিজ্ঞাসা পিটার শোয়েটজার, কানেকটিকাট বিশ্ববিদ্যালয়ের একজন তাত্ত্বিক পদার্থবিজ্ঞানী। "আমরা জানি না।"

শোয়েইজার তার কর্মজীবনের বেশিরভাগ সময় প্রোটনের মহাকর্ষীয় দিক নিয়ে চিন্তা করে কাটিয়েছেন। বিশেষত, তিনি প্রোটনের বৈশিষ্ট্যগুলির একটি ম্যাট্রিক্সে আগ্রহী যাকে শক্তি-মোমেন্টাম টেনসর বলা হয়। "এনার্জি-মোমেন্টাম টেনসর কণা সম্পর্কে জানার মতো সবকিছুই জানে," তিনি বলেছিলেন।

অ্যালবার্ট আইনস্টাইনের সাধারণ আপেক্ষিকতার তত্ত্বে, যা মহাকর্ষীয় আকর্ষণকে স্থান-কালের বক্ররেখা অনুসরণ করে বস্তু হিসাবে নিক্ষেপ করে, শক্তি-মোমেন্টাম টেনসর স্থান-কালকে কীভাবে বাঁকতে হয় তা বলে। এটি বর্ণনা করে, উদাহরণস্বরূপ, শক্তির বিন্যাস (বা, সমতুল্যভাবে, ভর)- স্থান-কালের মোচড়ের সিংহভাগের উৎস। এটি গতিবেগ কীভাবে বিতরণ করা হয় সে সম্পর্কে তথ্যও ট্র্যাক করে, সেইসাথে কোথায় কম্প্রেশন বা প্রসারণ হবে, যা স্থান-কালকে হালকাভাবে বক্ররেখা করতে পারে।

আমরা যদি একটি প্রোটনকে ঘিরে স্থান-কালের আকার শিখতে পারি, রাশিয়ান এবং মার্কিন পদার্থবিজ্ঞানীরা 1960-এর দশকে স্বাধীনভাবে কাজ করেছিলেন, আমরা এর শক্তি-মোমেন্টাম টেনসরে সূচীকৃত সমস্ত বৈশিষ্ট্য অনুমান করতে পারি। এর মধ্যে রয়েছে প্রোটনের ভর এবং স্পিন, যা ইতিমধ্যেই পরিচিত, প্রোটনের চাপ এবং শক্তির বিন্যাস সহ, একটি যৌথ সম্পত্তি পদার্থবিদরা জার্মান ভাষায় চাপের শব্দের পরে "ড্রাক শব্দ" হিসাবে উল্লেখ করেছেন। এই শব্দটি "ভর এবং ঘূর্ণনের মতো গুরুত্বপূর্ণ, এবং এটি কী তা কেউ জানে না," শোয়েটজার বলেছিলেন - যদিও এটি পরিবর্তন হতে শুরু করেছে।

60-এর দশকে, মনে হয়েছিল যেন শক্তি-মোমেন্টাম টেনসর পরিমাপ করা এবং ড্রাক শব্দটি গণনা করার জন্য সাধারণ বিক্ষিপ্ত পরীক্ষার একটি মহাকর্ষীয় সংস্করণের প্রয়োজন হবে: আপনি একটি প্রোটনে একটি বিশাল কণা ফায়ার করুন এবং দুটিকে একটি গ্র্যাভিটন বিনিময় করতে দিন - অনুমানমূলক কণা। এটি একটি ফোটনের পরিবর্তে - মহাকর্ষীয় তরঙ্গ তৈরি করে। কিন্তু মাধ্যাকর্ষণ শক্তির চরম দুর্বলতার কারণে, পদার্থবিদরা আশা করেন যে গ্র্যাভিটন বিচ্ছুরণ ফোটন বিচ্ছুরণের চেয়ে বিরল মাত্রার 39 মাত্রায় ঘটবে। পরীক্ষাগুলি সম্ভবত এমন একটি দুর্বল প্রভাব সনাক্ত করতে পারে না।

"আমি যখন ছাত্র ছিলাম তখন এই বিষয়ে পড়ার কথা মনে আছে," বলেছেন ভলকার বার্কার্ট, জেফারসন ল্যাব দলের সদস্য। টেকঅওয়ে ছিল যে "আমরা সম্ভবত কণার যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য সম্পর্কে কিছু শিখতে সক্ষম হব না।"

মাধ্যাকর্ষণ ছাড়া মহাকর্ষ

মহাকর্ষীয় পরীক্ষাগুলি আজও অকল্পনীয়। কিন্তু 1990-এর দশকের শেষের দিকে এবং 2000-এর দশকের প্রথম দিকে পদার্থবিদ জিয়াংডং জি এবং প্রয়াত ম্যাক্সিম পলিয়াকভের পৃথকভাবে কাজ করা গবেষণা প্রকাশিত a কার্যসংক্রান্ত.

সাধারণ স্কিমটি নিম্নরূপ। আপনি যখন একটি প্রোটনে হালকাভাবে একটি ইলেক্ট্রন গুলি করেন, তখন এটি সাধারণত কোয়ার্কগুলির একটিতে একটি ফোটন সরবরাহ করে এবং দৃষ্টিপাত করে। কিন্তু এক বিলিয়ন ইভেন্টের মধ্যে একটিরও কম সময়ে বিশেষ কিছু ঘটে। আগত ইলেক্ট্রন একটি ফোটনে পাঠায়। একটি কোয়ার্ক এটি শুষে নেয় এবং পরবর্তীতে হৃদস্পন্দনে আরেকটি ফোটন নির্গত করে। মূল পার্থক্য হল এই বিরল ইভেন্টে একটির পরিবর্তে দুটি ফোটন জড়িত - উভয় আগত এবং বহির্গামী ফোটন। জি এবং পলিয়াকভের গণনা দেখায় যে পরীক্ষাবিদরা যদি ফলস্বরূপ ইলেক্ট্রন, প্রোটন এবং ফোটন সংগ্রহ করতে পারে তবে তারা এই কণাগুলির শক্তি এবং গতিবেগ থেকে অনুমান করতে পারে যে দুটি ফোটনের সাথে কী ঘটেছিল। এবং সেই দুই-ফোটন পরীক্ষাটি মূলত অসম্ভব গ্র্যাভিটন-স্ক্যাটারিং পরীক্ষার মতোই তথ্যপূর্ণ হবে।

কিভাবে দুটি ফোটন মহাকর্ষ সম্পর্কে কিছু জানতে পারে? উত্তরের সাথে আঠালো গণিত জড়িত। কিন্তু কৌশলটি কেন কাজ করে তা নিয়ে পদার্থবিজ্ঞানীরা চিন্তা করার দুটি উপায় প্রস্তাব করেন।

ফোটন হল ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ফিল্ডের তরঙ্গ, যেগুলিকে একটি একক তীর বা ভেক্টর দ্বারা বর্ণনা করা যেতে পারে, যা ক্ষেত্রটির মান এবং দিক নির্দেশ করে স্থানের প্রতিটি স্থানে। গ্র্যাভিটনগুলি স্থান-কালের জ্যামিতির তরঙ্গ হবে, একটি আরও জটিল ক্ষেত্র যা প্রতিটি বিন্দুতে দুটি ভেক্টরের সংমিশ্রণ দ্বারা উপস্থাপিত হয়। একটি গ্র্যাভিটন ক্যাপচার করা পদার্থবিদদের তথ্যের দুটি ভেক্টর দেবে। এর সংক্ষেপে, দুটি ফোটন একটি মহাকর্ষের জন্য দাঁড়াতে পারে, কারণ তারা সম্মিলিতভাবে দুটি ভেক্টর তথ্য বহন করে।

গণিতের একটি বিকল্প ব্যাখ্যা নিম্নরূপ যায়। একটি কোয়ার্ক যখন প্রথম ফোটন শোষণ করে এবং দ্বিতীয়টি নির্গত করে তখন কোয়ার্কটি মহাশূন্যের মধ্য দিয়ে একটি পথ অনুসরণ করে। এই পথটি পরীক্ষা করে, আমরা পথকে ঘিরে থাকা চাপ এবং শক্তির মতো বৈশিষ্ট্য সম্পর্কে জানতে পারি।

"আমরা একটি মহাকর্ষীয় পরীক্ষা করছি না," Lorcé বলেন। কিন্তু "একটি প্রোটন কিভাবে একটি গ্র্যাভিটনের সাথে মিথস্ক্রিয়া করা উচিত সে সম্পর্কে আমাদের পরোক্ষ অ্যাক্সেস পাওয়া উচিত।" 

প্ল্যানেট প্রোটন পরীক্ষা করা

জেফারসন ল্যাব পদার্থবিদরা 2000 সালে কয়েকটি দুই-ফোটন বিক্ষিপ্ত ঘটনাকে একসাথে স্ক্র্যাপ করেছিলেন। ধারণার সেই প্রমাণ তাদের একটি নতুন পরীক্ষা তৈরি করতে অনুপ্রাণিত করেছিল এবং 2007 সালে, তারা প্রায় 500,000 গ্র্যাভিটন-নকল সংঘর্ষের জন্য যথেষ্ট পরিমাণে ইলেক্ট্রনগুলিকে প্রোটনে ভেঙে দিয়েছিল। পরীক্ষামূলক ডেটা বিশ্লেষণ করতে আরও এক দশক লেগেছিল।

তাদের স্থান-কাল-নমন বৈশিষ্ট্যের সূচক থেকে, দলটি অধরা Druck শব্দটি বের করেছে, প্রকাশনা তাদের অনুমান প্রোটনের অভ্যন্তরীণ চাপের মধ্যে প্রকৃতি 2018 মধ্যে.

তারা দেখেছে যে প্রোটনের হৃদয়ে, শক্তিশালী বল অকল্পনীয় তীব্রতার চাপ তৈরি করে - 100 বিলিয়ন ট্রিলিয়ন ট্রিলিয়ন প্যাসকেল, বা নিউট্রন তারার হৃদয়ে প্রায় 10 গুণ চাপ। কেন্দ্র থেকে আরও দূরে, চাপ পড়ে এবং অবশেষে ভিতরের দিকে মোড় নেয়, কারণ প্রোটনের জন্য এটি অবশ্যই নিজেকে বিচ্ছিন্ন করতে হবে না। "এটি পরীক্ষা থেকে বেরিয়ে আসে," বার্কার্ট বলেন। "হ্যাঁ, একটি প্রোটন আসলে স্থিতিশীল।" (এই অনুসন্ধানের কোন প্রভাব নেই প্রোটন ক্ষয় হয় কিনাযাইহোক, যা কিছু অনুমানমূলক তত্ত্ব দ্বারা পূর্বাভাসিত একটি ভিন্ন ধরনের অস্থিরতা জড়িত।)

জেফারসন ল্যাব গ্রুপ ড্রাক শব্দটি বিশ্লেষণ করতে থাকে। তারা শিয়ার ফোর্সের একটি অনুমান প্রকাশ করেছে - অভ্যন্তরীণ শক্তিগুলি প্রোটনের পৃষ্ঠের সমান্তরালে ঠেলে দিচ্ছে - একটি পর্যালোচনার অংশ হিসাবে ডিসেম্বরে প্রকাশিত. পদার্থবিদরা খুঁজে পেয়েছেন যে এর মূলের কাছাকাছি, প্রোটন একটি মোচড়ের শক্তি অনুভব করে যা পৃষ্ঠের কাছাকাছি অন্য দিকে মোচড়ের দ্বারা নিরপেক্ষ হয়ে যায়। এই পরিমাপগুলি কণার স্থায়িত্বকেও আন্ডারস্কোর করে। শোয়েটজার এবং পলিয়াকভের তাত্ত্বিক কাজের উপর ভিত্তি করে মোচড় প্রত্যাশিত ছিল। "তবুও, প্রথমবারের মতো পরীক্ষা থেকে উদ্ভূত হওয়ার সাক্ষ্য দেওয়া সত্যিই আশ্চর্যজনক," এলোআদ্রিরি বলেছেন।

এখন তারা একটি নতুন উপায়ে প্রোটনের আকার গণনা করতে এই সরঞ্জামগুলি ব্যবহার করছে। ঐতিহ্যগত বিক্ষিপ্ত পরীক্ষায়, পদার্থবিদরা দেখেছিলেন যে কণার বৈদ্যুতিক চার্জ তার কেন্দ্র থেকে প্রায় 0.8 ফেমটোমিটার পর্যন্ত প্রসারিত (অর্থাৎ, এর উপাদান কোয়ার্কগুলি সেই অঞ্চলে গুঞ্জন করে)। কিন্তু সেই "চার্জ ব্যাসার্ধ" এর কিছু বিশেষত্ব আছে। নিউট্রনের ক্ষেত্রে, উদাহরণস্বরূপ - প্রোটনের নিরপেক্ষ প্রতিরূপ, যেখানে দুটি নেতিবাচক চার্জযুক্ত কোয়ার্ক কণার গভীরে ঝুলে থাকে যখন একটি ধনাত্মক চার্জযুক্ত কোয়ার্ক পৃষ্ঠের কাছাকাছি বেশি সময় ব্যয় করে - চার্জ ব্যাসার্ধটি একটি ঋণাত্মক সংখ্যা হিসাবে বেরিয়ে আসে . “এর মানে এই নয় যে আকার নেতিবাচক; এটা শুধু একটি বিশ্বস্ত পরিমাপ নয়,” Schweitzer বলেন.

নতুন পদ্ধতিটি স্থান-কালের অঞ্চলকে পরিমাপ করে যা প্রোটন দ্বারা উল্লেখযোগ্যভাবে বাঁকা। একটি প্রিপ্রিন্টে যা এখনও সমকক্ষ পর্যালোচনা করা হয়নি, জেফারসন ল্যাব দল গণনা করেছে যে এই ব্যাসার্ধ হতে পারে প্রায় 25% ছোট চার্জ ব্যাসার্ধের চেয়ে, মাত্র 0.6 ফেমটোমিটার।

গ্রহ প্রোটনের সীমা

ধারণাগতভাবে, এই ধরনের বিশ্লেষণ কোয়ার্কের অস্পষ্ট নৃত্যকে মসৃণ করে একটি কঠিন, গ্রহের মতো বস্তুতে, চাপ এবং শক্তি আয়তনের প্রতিটি দাগের উপর কাজ করে। সেই হিমায়িত গ্রহটি তার সমস্ত কোয়ান্টাম গৌরবে কৌতুকপূর্ণ প্রোটনকে সম্পূর্ণরূপে প্রতিফলিত করে না, তবে এটি একটি দরকারী মডেল। "এটি একটি ব্যাখ্যা," Schweitzer বলেন.

এবং পদার্থবিদরা জোর দেন যে প্রাথমিক মানচিত্রগুলি রুক্ষ, কয়েকটি কারণে।

প্রথমত, এনার্জি-মোমেন্টাম টেনসরকে সুনির্দিষ্টভাবে পরিমাপ করতে জেফারসন ল্যাবের তুলনায় অনেক বেশি সংঘর্ষ শক্তির প্রয়োজন হবে। দলটি তাদের অ্যাক্সেস করতে পারে এমন তুলনামূলকভাবে কম শক্তি থেকে প্রবণতাগুলিকে সাবধানে এক্সট্রাপোলেট করার জন্য কঠোর পরিশ্রম করেছে, কিন্তু পদার্থবিদরা নিশ্চিত নন যে এই এক্সট্রাপোলেশনগুলি কতটা সঠিক।

তাছাড়া প্রোটন তার কোয়ার্কের চেয়ে বেশি; এটিতে গ্লুনও রয়েছে, যা তাদের নিজস্ব চাপ এবং শক্তির সাথে চারপাশে স্লোশ করে। দুই-ফোটন কৌশল গ্লুয়নের প্রভাব সনাক্ত করতে পারে না। জেফারসন ল্যাবের একটি পৃথক দল এই গ্লুওন প্রভাবগুলির একটি প্রাথমিক মহাকর্ষীয় মানচিত্র প্রকাশ করতে একটি সাদৃশ্যপূর্ণ কৌশল (একটি ডাবল-গ্লুওন মিথস্ক্রিয়া জড়িত) ব্যবহার করেছিল প্রকৃতি গত বছর, কিন্তু এটিও সীমিত, কম-শক্তি ডেটার উপর ভিত্তি করে ছিল।

"এটি একটি প্রথম পদক্ষেপ," ব্রুকহেভেন ন্যাশনাল ল্যাবরেটরির একজন পদার্থবিদ ইয়োশিতাকা হাট্টা বলেছেন, যিনি জেফারসন ল্যাব গ্রুপের 2018 সালের কাজের পরে মহাকর্ষীয় প্রোটন অধ্যয়ন শুরু করতে অনুপ্রাণিত হয়েছিলেন।

প্রোটনের কোয়ার্ক এবং এর গ্লুয়ন উভয়েরই তীক্ষ্ণ মহাকর্ষীয় মানচিত্র 2030-এর দশকে আসতে পারে যখন ইলেক্ট্রন-আয়ন কোলাইডার, বর্তমানে ব্রুকহেভেনে নির্মাণাধীন একটি পরীক্ষা, কাজ শুরু করবে।

ইতিমধ্যে, পদার্থবিজ্ঞানীরা ডিজিটাল পরীক্ষা-নিরীক্ষার সাথে এগিয়ে যাচ্ছেন। ফিয়ালা শানাহান, ম্যাসাচুসেটস ইনস্টিটিউট অফ টেকনোলজির একজন পারমাণবিক এবং কণা পদার্থবিদ, একটি দলকে নেতৃত্ব দেন যা শক্তিশালী বলের সমীকরণ থেকে শুরু করে কোয়ার্ক এবং গ্লুনের আচরণ গণনা করে। 2019 সালে, তিনি এবং তার সহযোগীরা চাপ অনুমান এবং শিয়ার বাহিনী, এবং অক্টোবরে, তারা ব্যাসার্ধ অনুমান, অন্যান্য বৈশিষ্ট্য মধ্যে. এখনও অবধি, তাদের ডিজিটাল অনুসন্ধানগুলি জেফারসন ল্যাবের শারীরিক বিষয়গুলির সাথে বিস্তৃতভাবে সারিবদ্ধ হয়েছে। "সাম্প্রতিক পরীক্ষামূলক ফলাফল এবং আমাদের ডেটার মধ্যে ধারাবাহিকতা দ্বারা আমি অবশ্যই বেশ উত্তেজিত," শানাহান বলেছেন।

এমনকি এখনও পর্যন্ত প্রাপ্ত প্রোটনের ঝাপসা ঝলকগুলি কণা সম্পর্কে গবেষকদের বোঝার মৃদু আকার দিয়েছে।

কিছু ফলাফল ব্যবহারিক। CERN-এ, ইউরোপীয় সংস্থা যা লার্জ হ্যাড্রন কোলাইডার চালায়, বিশ্বের বৃহত্তম প্রোটন স্ম্যাশার, পদার্থবিদরা পূর্বে ধরে নিয়েছিলেন যে কিছু বিরল সংঘর্ষে কোয়ার্কগুলি সংঘর্ষকারী প্রোটনের মধ্যে যে কোনও জায়গায় থাকতে পারে। কিন্তু মহাকর্ষীয়ভাবে অনুপ্রাণিত মানচিত্রগুলি পরামর্শ দেয় যে এই ধরনের ক্ষেত্রে কোয়ার্কগুলি কেন্দ্রের কাছাকাছি অবস্থান করে।

"ইতিমধ্যে CERN-এ তারা যে মডেলগুলি ব্যবহার করে তা আপডেট করা হয়েছে," বলেছেন ফ্রাঙ্কোস-জেভিয়ার গিরোড, জেফারসন ল্যাব পদার্থবিদ যিনি পরীক্ষায় কাজ করেছিলেন।

নতুন মানচিত্রগুলি প্রোটনের গভীরতম রহস্যগুলির একটি সমাধানের দিকে নির্দেশিকাও দিতে পারে: কেন কোয়ার্কগুলি নিজেদেরকে প্রোটনের সাথে আবদ্ধ করে। একটি স্বজ্ঞাত যুক্তি রয়েছে যে কোয়ার্কের প্রতিটি জোড়ার মধ্যে শক্তিশালী বল আরও বিচ্ছিন্ন হওয়ার সাথে সাথে তীব্র হয়, একটি ইলাস্টিক ব্যান্ডের মতো, কোয়ার্করা কখনই তাদের কমরেডদের কাছ থেকে পালাতে পারে না।

কিন্তু প্রোটন তৈরি হয় কোয়ার্ক পরিবারের সবচেয়ে হালকা সদস্যদের থেকে। এবং হালকা ওজনের কোয়ার্কগুলিকে প্রোটনের পৃষ্ঠের বাইরে প্রসারিত দীর্ঘ তরঙ্গ হিসাবেও ভাবা যেতে পারে। এই চিত্রটি পরামর্শ দেয় যে প্রোটনের বাঁধন ইলাস্টিক ব্যান্ডগুলির অভ্যন্তরীণ টানার মাধ্যমে নয় বরং এই তরঙ্গায়িত, টানা-আউট কোয়ার্কগুলির মধ্যে কিছু বাহ্যিক মিথস্ক্রিয়া দ্বারা ঘটতে পারে। চাপের মানচিত্রটি 1.4 ফেমটোমিটার এবং তার পরেও প্রসারিত শক্তিশালী শক্তির আকর্ষণ দেখায়, এই ধরনের বিকল্প তত্ত্বের পক্ষে যুক্তিকে শক্তিশালী করে।

"এটি একটি নির্দিষ্ট উত্তর নয়," গিরোড বলেন, "কিন্তু এটি ইলাস্টিক ব্যান্ড সহ এই সাধারণ চিত্রগুলি হালকা কোয়ার্কের জন্য প্রাসঙ্গিক নয়।"