Ученые Национального исследовательского ядерного университета "МИФИ" (НИЯУ МИФИ) разработали новую гравитационную модель внутренней структуры элементарных частиц и ядер атомов, которая способна изменить современные представления о физике. Результаты исследования опубликованы в "Russian Physics Journal".

Традиционно в области микромира влияние гравитационного взаимодействия (кривизны пространства и времени) считается исчезающе малым по сравнению с влиянием электромагнитного поля и поля ядерных сил. Например, электрическое поле протона в миллиард миллиардов раз больше его поля тяготения, поэтому гравитацию в этом случае не было принято учитывать.

Согласно общей теории относительности (ОТО), это недоразумение: каждое поле, обладая энергией и, следовательно, массой, искривляет пространство-время, и эта кривизна воспринимается нами как гравитационное поле. Согласно идее и уравнениям Эйнштейна в ОТО, и электромагнитное поле, и поле ядерных сил, и вообще любое другое – на самом деле, одновременно является гравитационным, "порождая" его. То есть, бессмысленно сравнивать по силе гравитационное поле с самим собой.

Тем не менее, физика пока обычно ограничивается плоским пространством в специальной теории относительности (СТО), и из-за этого вынуждена считать любые элементарные объекты точечными, то есть, бесструктурными.

"Полученное новое решение уравнений снимает распространенное недоразумение и позволяет понять гравитационную (геометрическую) природу фундаментального электрического заряда e, массы покоя частицы m, выразить их через кривизны пространства, а также рассчитать радиус элементарной частицы R. Последний оказывается равным радиусу горловины "кротовой норы", которой на самом деле предстает в ОТО любая частица – то есть, она не "шарик" в трехмерном пространстве, а "дырка" в четырехмерном пространстве", – рассказал РИА Новости один из авторов исследования, доцент НИЯУ МИФИ Юрий Хлестков.

По его словам, радиус протона с точностью 0,04% совпадает с экспериментальным значением, полученным в 2010 году группой Поля на мюонном водороде. Для ученых это – замечательный факт экспериментального подтверждения ОТО в релятивистской области микромира, где влияние гравитации считалось пренебрежимо малым.

"Другой парадокс – протон в пустом плоском пространстве СТО обязан быть точечным. Поэтому уже сам эксперимент, идентифицирующий его конечный радиус, опровергает малость влияния гравитационного взаимодействия, а значит, и кривизны пространства-времени. Но и это ещё не всё: электрон, согласно современным экспериментам, считается точечным (бесструктурным), а новое решение в ОТО дает его конечный радиус в 459 раз больший, чем у протона", – отметил Хлестков.

По мнению ученых, подобные результаты способны привести и к переосмыслению роли ОТО в физике, и к выявлению новых свойств частиц, полей, пространства-времени, которые помогут решать множество актуальных задач энергетики и освоения дальнего космоса.