Cosmos Magazine
Los quarks dentro de un protón experimentan una fuerza un orden de magnitud mayor que la materia dentro de una estrella de neutrones. Crédito de la imagen: DOE'S JEFFERSON LAB
Por Andrew Masterson, para Cosmos Magazine Mayo 18 de 2018
La presión dentro de un único protón es enormemente mayor que la que se encuentra dentro de una estrella de neutrones, según la primera medición de las propiedades mecánicas internas de las partículas subatómicas.
En un estudio publicado en la revista Nature, un equipo dirigido por el físico nuclear Volker Burkert de la National Accelerator Facility de Thomas Jefferson en los EE. UU. Informa que los quarks, los bloques de construcción de protones, están sujetos a una presión de 100 decillones de pascales en el centro de la partícula - aproximadamente 10 veces la presión en el corazón de una estrella de neutrones.
La presión dentro de la partícula, sin embargo, no es uniforme y disminuye a medida que aumenta la distancia desde el centro.
"Encontramos una presión extremadamente alta dirigida hacia el exterior desde el centro del protón, y una presión mucho más baja y más extendida hacia el interior cerca de la periferia del protón", explica Burkert.
Un protón está formado por tres quarks, unidos por lo que los físicos llaman fuerza fuerte. Es una de las cuatro fuerzas fundamentales que condicionan el universo. Dos de estos - electromagnetismo y gravedad - producen efectos que gobiernan las interacciones a macroescala. Los otros dos, conocidos como fuertes y débiles, operan en una escala subatómica y determinan las reacciones nucleares.
Obtener información detallada sobre la mecánica interna de una partícula subatómica hace tiempo que se pensaba que era imposible, pero Buckert y sus colegas lograron hacerlo, irónicamente, combinando sistemas de modelado basados en el electromagnetismo y la gravedad.
Los investigadores emparejaron dos marcos teóricos para obtener sus datos.
El primero se refería a la distribución de partones, un término acuñado por el físico Richard Feynman para describir un método para modelar entidades puntuales dentro de protones y neutrones, es decir, quarks. El modelado de Parton permite a los investigadores producir un modelo tridimensional de un protón probado por la fuerza electromagnética.
El segundo marco involucraba factores de forma gravitacional, que describen la dispersión de partículas subatómicas por el campo gravitacional clásico.
La combinación de los dos enfoques y la aplicación del resultado a los datos obtenidos mediante el uso de haces de electrones producidos por un acelerador de haz continuo en la instalación de Thomas Jefferson arrojaron la información más reciente del mundo.
"Esta es la belleza", dice el coautor Latifa Elouadrhiri. "Tienes este mapa que crees que nunca obtendrás". Pero aquí estamos, llenándolo con esta sonda electromagnética ".
Es probable que los hallazgos generen gran interés entre otros físicos.
"Estamos proporcionando una forma de visualizar la magnitud y la distribución de la fuerza fuerte dentro del protón", dice Burkert.
"Esto abre una dirección totalmente nueva en física nuclear y de partículas que se puede explorar en el futuro".
ANDREW MASTERSON es el editor de noticias de Cosmos.
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La primera medición mundial de la fuerza del quark invita a la revolución en la física de partículas.
Andrew Masterson informa.
Los quarks dentro de un protón experimentan una fuerza un orden de magnitud mayor que la materia dentro de una estrella de neutrones. Crédito de la imagen: DOE'S JEFFERSON LAB
Por Andrew Masterson, para Cosmos Magazine Mayo 18 de 2018
La presión dentro de un único protón es enormemente mayor que la que se encuentra dentro de una estrella de neutrones, según la primera medición de las propiedades mecánicas internas de las partículas subatómicas.
En un estudio publicado en la revista Nature, un equipo dirigido por el físico nuclear Volker Burkert de la National Accelerator Facility de Thomas Jefferson en los EE. UU. Informa que los quarks, los bloques de construcción de protones, están sujetos a una presión de 100 decillones de pascales en el centro de la partícula - aproximadamente 10 veces la presión en el corazón de una estrella de neutrones.
La presión dentro de la partícula, sin embargo, no es uniforme y disminuye a medida que aumenta la distancia desde el centro.
"Encontramos una presión extremadamente alta dirigida hacia el exterior desde el centro del protón, y una presión mucho más baja y más extendida hacia el interior cerca de la periferia del protón", explica Burkert.
Un protón está formado por tres quarks, unidos por lo que los físicos llaman fuerza fuerte. Es una de las cuatro fuerzas fundamentales que condicionan el universo. Dos de estos - electromagnetismo y gravedad - producen efectos que gobiernan las interacciones a macroescala. Los otros dos, conocidos como fuertes y débiles, operan en una escala subatómica y determinan las reacciones nucleares.
Obtener información detallada sobre la mecánica interna de una partícula subatómica hace tiempo que se pensaba que era imposible, pero Buckert y sus colegas lograron hacerlo, irónicamente, combinando sistemas de modelado basados en el electromagnetismo y la gravedad.
Los investigadores emparejaron dos marcos teóricos para obtener sus datos.
El primero se refería a la distribución de partones, un término acuñado por el físico Richard Feynman para describir un método para modelar entidades puntuales dentro de protones y neutrones, es decir, quarks. El modelado de Parton permite a los investigadores producir un modelo tridimensional de un protón probado por la fuerza electromagnética.
El segundo marco involucraba factores de forma gravitacional, que describen la dispersión de partículas subatómicas por el campo gravitacional clásico.
La combinación de los dos enfoques y la aplicación del resultado a los datos obtenidos mediante el uso de haces de electrones producidos por un acelerador de haz continuo en la instalación de Thomas Jefferson arrojaron la información más reciente del mundo.
"Esta es la belleza", dice el coautor Latifa Elouadrhiri. "Tienes este mapa que crees que nunca obtendrás". Pero aquí estamos, llenándolo con esta sonda electromagnética ".
Es probable que los hallazgos generen gran interés entre otros físicos.
"Estamos proporcionando una forma de visualizar la magnitud y la distribución de la fuerza fuerte dentro del protón", dice Burkert.
"Esto abre una dirección totalmente nueva en física nuclear y de partículas que se puede explorar en el futuro".
ANDREW MASTERSON es el editor de noticias de Cosmos.
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