質子內部壓力有多大？科學家發現是中子星的10倍！是地球大氣壓的100萬億億億倍！

我們都知道原子是構成物質的基本單位，生活中接觸到的有形物質不管是金屬還是非金屬都是由原子構成的，而原子的質量主要集中在質子上，科學界目前已經知道質子是可以繼續分割的，質子由夸克構成。為了進一步探索夸克和質子的性質，近日美國科學家測量了質子內部夸克的相互作用力，發現夸克竟然承受了10的35次方帕的壓力，這個壓力是中子星核心壓力的10倍！

而中子星又是宇宙中密度僅次於黑洞的天體，超新星爆炸後質量不足以產生黑洞的一種歸宿就是變成中子星，中子星物質的密度平均在每立方厘米10的14次方克，一小勺中子星物質的質量幾乎等於珠穆朗瑪峰的重量，人類如果到了中子星上就會瞬間分解變成中子態物質，引力壓強遠超人類想像！

在測量試驗中，科學家用了和當年盧瑟福α粒子轟擊試驗相似的方法-康普頓散射，利用大量的電子撞擊質子，並且不斷加速電子直到電子可以穿刺質子，除了被散射的電子外，還產生了一定能量的光子，通過對散射光子的觀察，繪製出了能量-動量圖，發現質子內部三個夸克的結構非常穩定，這種強相互作用使夸克牢牢地結合在一起，壓力的大小是地球大氣壓的100萬億億億倍，也就是10的35次方帕。

有時候我們不得不感嘆自然界的神奇，並不是只有隕石撞擊地球才會有殺傷力，我們身邊的任何物質，哪怕構成一塊木頭內部的質子同樣也具有這麼大的壓力，這些微觀粒子能夠釋放的能量比宏觀物質要大多了。比如去年11月2日發表在《nature》的一篇論文中提到了，科學家發現了比氫聚變威力更大的夸克聚變，同等單位量情況下，夸克聚變能夠釋放的能量是氫聚變的8倍。

越是微小的粒子結構改變釋放或消耗的能量就越大，例如原子結構改變釋放的能量遠超分子結構改變，夸克結構改變所釋放的能量肯定比原子結構改變所釋放的能量要大。按照這個道理，理論上光子對撞可以互相湮滅，釋放的能量比夸克聚變更大。

質子內部的壓力從另一個角度告訴我們，越是微小的粒子它暗含的能量可能就越大。

本文系第一科學原創，禁止抄襲轉載，參考文章已在國外網站發表：Protons Contain 10 Times More Pressure Than a Neutron Star, According to First-Ever Measurement

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