Dentro de cada protón de cada átomo del universo hay un entorno de olla a presión que supera al del corazón aplastante para un átomo de una estrella de neutrones.
Esto es así de acuerdo con la primera medición de una propiedad mecánica de las partículas subatómicas, la distribución de presión dentro del protón, que ha sido llevada a cabo por científicos en el Thomas Jefferson National Accelerator Facility.
Los físicos nucleares encontraron que los bloques de construcción del protón, los quarks, están sujetos a una presión de 100 decillones de pascales (10 elevado a la 35) cerca del centro de un protón, que es aproximadamente 10 veces mayor que la presión en el corazón de una estrella de neutrones. El resultado fue publicado en la revista Nature.
"Encontramos una presión extremadamente alta dirigida hacia el exterior desde el centro del protón, y una presión mucho más baja y más extendida hacia adentro cerca de la periferia del protón", explica en un comunicado Volker Burkert, Líder del Jefferson Lab Hall B y coautor del estudio.
Burkert dice que la distribución de la presión dentro del protón está dictada por la fuerza fuerte, la fuerza que une a los tres quarks para formar un protón.
"Nuestros resultados también arrojan luz sobre la distribución de la fuerza fuerte dentro del protón", dijo. "Estamos proporcionando una forma de visualizar la magnitud y la distribución de la fuerza fuerte dentro del protón. Esto abre una dirección totalmente nueva en física nuclear y de partículas que se puede explorar en el futuro".
Considerada en un tiempo imposible de obtener, esta medición es el resultado de una inteligente combinación de dos marcos teóricos con los datos existentes.
Primero, están las distribuciones parton generalizadas (GPD), que permiten a los investigadores producir una imagen en 3-D de la estructura del protón como sondeada por la fuerza electromagnética. El segundo son los factores de forma gravitacional del protón. Estos factores de forma describen cuál sería la estructura mecánica del protón si los investigadores pudieran sondear el protón a través de la fuerza gravitacional.
