Nota de prensa ‘ La masa del protón finalmente explicada’ (20-11-2008).
Los físicos del Centro de Física Teórica de Marsella son los responsables del 95% de la energía de los quarks y gluones. Basado en el modelo estándar que describe la interacción de partículas elementales, sus cálculos demuestran que la masa del protón se debe principalmente a la energía transportada por estos ‘elementos’, tan pequeños como son quarks y gluones, utilizando la famosa fórmula de Einstein. E=mc2.. Esta hazaña confirma la validez de la teoría que describe la fuerte interacción de las partículas. El 21 de noviembre de 2008 El trabajo, publicado en la revista Science, se llevó a cabo en superordenadores, entre los más potentes del mundo. Permiten prever la llegada de una nueva teoría a la física fundamental, no sólo el modelo actual, sino también posibles descubrimientos en el campo de la interacción de quarks débiles.
En el núcleo de los átomos hay protones y neutrones. Ellos mismos están formados por quarks y gluones, ciertas pequeñas subestructuras fundamentales. Sin embargo, no hay demasiado de pegamento. Y, al contrario de lo que podría pensarse, la masa de los quarks que forman el protón es sólo el 5% de la masa de este último.
¿De dónde procede el 95% restante?
Un equipo de físicos franceses, alemanes y húngaros acaba de demostrar que esto se debe en un 95% a la energía producida por el movimiento de quarks y gluons y sus interacciones. La masa nacida de la energía es un resultado algo alarmante, pero se traduce en la famosa fórmula de Einstein E=mc2, que indica la equivalencia de masa y energía. Hasta ahora una hipótesis, ese resultado se ha confirmado por primera vez. Los investigadores, liderados en Francia por Lorenzo Lellouch, director de investigación del Centro de Física Teórica del CNRS, se basaron en más de veinte años de investigación realizada por físicos de todo el mundo.
Por tanto, para calcular la masa de protones, neutrones y otras partículas del mismo tipo, surgieron las ecuaciones de cromo de la dinámica cuántica, es decir, la teoría que describe la interacción fuerte.
En consecuencia, las masas calculadas están en excelente acuerdo con las masas medidas experimentalmente.
Así, los científicos confirman que el Modelo Estándar es el adecuado para describir el origen de la masa de estas partículas y, por tanto, más del 99% del universo visible, incluyendo el Sol, la Tierra, la misma y todos los objetos que nos rodean.
Para conseguir sus objetivos, los investigadores utilizaron un método en el que el espacio-tiempo se ve como una red cristalina de cuatro dimensiones formada por ubicaciones dispuestas a lo largo de filas y columnas.
Su principal reto era encontrar una solución adecuada para nuestro continuo espacio-tiempo, controlando todas las fuentes de incertidumbre asociadas a los cálculos de la red.
A nivel práctico, este trabajo marca la madurez de los métodos numéricos relevantes para el estudio de las fuertes interacciones.
Debería desempeñar un papel crucial en la nueva era de la física que comienza con el Gran Colisionador de Hadrones (LHC).
De hecho, controlar el modelo de interacción fuerte puede revelar nuevos efectos relacionados con la interacción de los débiles quarks, que quedan enmascarados por la interacción fuerte.
Este cálculo revela uno de los cálculos numéricos más importantes realizados hasta ahora.
Una comprensión real que requirió los supercomputadores Blue Gene del CNRS y el Instituto de Desarrollo y Recursos en Informática Científica (IDRIS) del Forschungszentrum Jülich, así como las granjas de computación de la Universidad de Wuppertal y el Centro de Física de Marsella. la teoría.
Imagen: Los núcleos atómicos están formados por protones y neutrones. Los electrones giran en torno a estos núcleos. Estos tres componentes (protones, neutrones y electrones) son prácticamente materia. Mientras que un electrón se considera una partícula que ‘no está’, un protón, formado por quarks, es un objeto ‘estirado’.
Michael Montero es especialista en Astronomía, cuenta con años de experiencia en observatorios y está especializado en avistamiento a media distancia. También ha preparado a algunos grupos de iniciados en astronomía. Una de sus aficiones más importantes es la observación de astros en la naturaleza, que practica cuando sus viajes y trabajo se lo permiten.