Вчені з США і Китаю остаточно визначили джерела маси протона і їх внесок. Хіггсовський механізм відповідає лише за дев'ять відсотків маси протона, решта припадає на явища, описані квантовою хромодинамікою.
При цьому 23 відсотки маси виникає через аномальні ефекти, що виникають при взаємодії кварків і глюонів, повідомляє наукове видання Science News.
Протони складаються з трьох кварків: одного d-кварка (нижнього) і двох u-кварків (верхніх). Крім того, всередині протона постійно утворюються і анігілюються віртуальні пари кварки-антикварки. Однак маса кварків, що виникає через хіггсовський механізм, становить лише дев'ять відсотків маси протона.
Відомо, що інша частина виникає за рахунок глюонів - безмасових частинок, які здійснюють сильну взаємодію між кварками. Сильна взаємодія описується квантовою хромодинамікою (КХД), згідно з якою кожен кварк володіє колірним зарядом, і дозволені тільки ті комбінації кварків, що в сумі дають безбарвний стан.
Для вивчення властивостей протона вчені використовують метод, званий решітковою моделлю, в якій просторово-часовий континуум представлений сіткою. У вузлах решітки розташовуються кварки, а глюони з'єднують собою вузли.
Це дозволяє спростити обчислення, які занадто складні через нелінійну природу сильної взаємодії, через дискретизацію квантової хромодинаміки. Ґратна модель КХД, яка раніше дозволила фізикам розрахувати масу протона, допомогла визначити, звідки береться велика частина цієї маси.
Результати показали, що існує кілька джерел маси протона. 32 відсотки маси утворюються за рахунок кінетичної енергії кварків, 36 відсотків - за рахунок енергії глюонів, а решта 23 відсотки - за рахунок аномальних квантових ефектів, що відбуваються при взаємодії між кварками і глюонами.