Pela primeira vez os físicos conseguiram medir a pressão dentro de um próton. Isto é mais impressionante do que poderíamos imaginar, uma vez que essa tarefa havia sido considerada impossível. Até agora!
Os pesquisadores dispararam elétrons de alta energia no próton, medindo o impulso e a tração do trio de quarks nele. Eles obtiveram informações valiosas sobre este que é um dos blocos de construção mais estáveis do Universo.
A física Latifa Elouadrhiri, do National Accelerator Facility, de Thomas Jefferson, compara nossa compreensão anterior da estrutura do próton com a do coração humano:
Ouvir sua batida pode dizer muito sobre como ele funciona.”
Nós já entendemos há algum tempo que os prótons são feitos de três quarks – dois positivos (up) e um negativo (down) – unidos por algo chamado força nuclear forte.
Além disso, a estrutura interna do próton tem sido um mistério. Seus quarks claramente se mantêm unidos, mas também há algum tipo de repulsão que os impede de entrar em colapso.
Para medir o quão bem essas peças se juntam, os pesquisadores combinaram duas estruturas teóricas diferentes, uma das quais foi considerada praticamente impossível de implementar diretamente.
Os físicos descobriram que a pressão que mantêm os quarks unidos dentro do próton é de 100 decilhões de Pascal. Este número absurdamente grande é um 1 seguido por 35 zeros.
Para se ter uma ideia de quão alta e intensa é esta pressão, os físicos dizem que ela é 10 vezes maior do que a que existe em uma Estrela de Nêutrons. Numa estrela deste tipo a matéria é pressionada o suficiente para espremer uma montanha em um monte que caberia em uma colher de chá.
Encontramos uma pressão extremamente alta dirigida para o exterior a partir do centro do próton, e uma pressão muito menor e mais estendida para dentro, perto da periferia do próton”, explica Volker Burkert, co-autor do estudo.
Nossos resultados também lançam luz sobre a distribuição da força forte dentro do próton. Estamos fornecendo uma maneira de visualizar a magnitude e a distribuição da força forte dentro do próton. Isso abre uma direção totalmente nova na física nuclear e de partículas que pode ser explorada no futuro”, afirma Burkert.
O próximo passo da equipe é continuar utilizando esse processo para construir uma compreensão maior da mecânica interna do próton. Assim, pode-se calcular suas forças e, eventualmente, construir uma imagem de como seus quarks se movem.
Entender melhor o que acontece dentro do próton poderá nos dizer se estas partículas tão estáveis em algum momento decaem. No momento, eles parecem estáveis o suficiente para durar mais que o Universo. Determinar como e quando eles se quebram forneceria pistas valiosas sobre algumas das características fundamentais do cosmos.
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