Rompecabezas sobre la Estructura Interna de los Protones

Crédito: CERN


Por: Amal Pushp, Físico Afiliado de Resonance Science Foundation

Los protones se encuentran entre las partículas más desconcertantes e intrigantes del universo. Es un hecho científico establecido que los protones están formados por una combinación adicional de dos quarks up y uno down. Estos quarks también se mantienen unidos a través de una partícula vinculante llamada gluón, que media la fuerza nuclear fuerte. En conjunto, los quarks y los gluones se denominan partones. Aunque los protones tienen una subestructura interna, todavía se desconoce cuál es exactamente la naturaleza global de su base interna. Una razón para ello podría ser que las nuevas sondas experimentales siguen indicando nuevos datos.

En la corriente principal, actualmente los físicos se han visto sorprendidos por una gran cantidad de problemas relacionados con las propiedades de los protones, uno de los cuales se llama el rompecabezas del radio del protón. Esta paradoja tiene que ver con el tamaño del protón. Varias sondas han dado un valor diferente para el radio del protón y, aunque algunos científicos creen que se ha resuelto, otros aún no están convencidos. Ya habíamos abordado el enigma del radio del protón en un artículo anterior de RSF titulado: radio de carga-CODATA del protón: la historia de esta medida fundamental.

Otra cuestión tiene que ver con la desintegración de los protones. Según la teoría, se supone que los protones acaban desintegrándose en partículas subatómicas más ligeras como el pion neutro y el positrón. Sin embargo, a pesar de varios esfuerzos experimentales a lo largo de los años, el fenómeno nunca se ha observado directamente. El propósito central de este artículo es discutir el rompecabezas con la constitución interna de los protones y una medición reciente tomada en la Instalación del Acelerador Nacional Thomas Jefferson del Departamento de Energía de los Estados Unidos, hace que el rompecabezas sea aún más evidente [1]. El equipo de investigación tomó medidas de la polarizabilidad eléctrica de los protones, que aparentemente nos habla de la capacidad de los protones para deformarse en un campo eléctrico y es un parámetro importante que determina su estructura.

El resultado observado muestra una variación inversa de la polarizabilidad con la energía y hay un punto crítico en el que sube durante una breve fase antes de bajar. Por otro lado, la teoría sugiere un comportamiento bastante simple, que no coincide con lo detectado. Es bastante explícito que el resultado empírico no concuerda con el punto de vista teórico y esto ha llevado a los físicos a sugerir que podría haber alguna propiedad desconocida de la interacción fuerte en funcionamiento.

Nikos Sparveris, autor principal del artículo de Nature que informa de los resultados experimentales, dijo, "Hay algo que claramente nos falta en este momento. El protón es el único bloque de construcción compuesto en la naturaleza que es estable. Por tanto, si nos falta algo fundamental ahí, tiene implicaciones o consecuencias para toda la física".

Es más, incluso hay datos que sugieren que la distribución de partículas en el interior del protón se vuelve más densa a medida que lo sondeamos más de cerca (mira la figura de abajo para ver una ilustración).

Fuente: Jim Pivarski / FERMILAB / CMS Collaboration

 

RSF en Perspectiva:

Entre las vastas contribuciones del físico Nassim Haramein, los descubrimientos relacionados con el protón también ocupan un lugar especial. Sus publicaciones sobre este tema incluyen una estimación del radio de carga del protón, cuyo valor en el modelo estándar estaba en desacuerdo en un 4% [2], un modelo que sugiere que un protón en muchos aspectos es similar a un agujero negro de Schwarzschild [3], etc. Una solución al problema de la desintegración del protón también es inherente al MGH-Modelo Holográfico Generalizado, lo que sugiere que el protón contiene toda la información y por eso nunca decae.

Dadas las circunstancias actuales que implican anomalías dentro del modelo del protón y la reciente observación de la desviación de la estructura del protón de los marcos teóricos estándar, es bastante natural considerar un nuevo modelo que podría resolver los principales problemas discutidos en este artículo y ayudar a desentrañar la verdadera subestructura interna de los protones. En este sentido, el MHG podría ser una herramienta muy útil, dado que se ha utilizado previamente para predecir una serie de características, como se ha discutido anteriormente. Además, el nuevo documento podría sugerir ideas que podrían conciliarse con las existentes para producir un mejor modelo de la estructura de los protones.


 

Referencias

[1] Nikolaos Sparveris, Measured proton electromagnetic structure deviates from theoretical predictions, Nature (2022). DOI: 10.1038/s41586-022-05248-1

[2] Haramein, N. (2012). Quantum Gravity and the Holographic Mass, Physical Review & Research International, ISSN: 2231-1815, Page 270-292.

[3] Haramein, N. (2010). The Schwarzschild Proton, AIP Conference Proceedings, CP 1303, ISBN 978-0-7354-0858-6, pp. 95-100.

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