Por primera vez en la historia, los científicos han logrado estimar la presión existente dentro de un protón, a través de diversos datos experimentales. Un nuevo estudio realizado por científicos del Centro Nacional de Aceleradores Thomas Jefferson, en Estados Unidos, revela que la presión dentro de un protón es la más alta que se haya visto hasta la fecha.

Volker Burket, coautor del estudio, que fue publicado en la revista Nature el día de hoy, asegura que los protones han roto el récord de presión establecido por las estrellas de neutrones, que con estrellas muertas abrumadoramente densas que se forman cuando una estrella grande explota y su núcleo colapsa.

En concreto, las estimaciones de los investigadores afirman que la presión en el centro de un protón es aproximadamente un millón de trillones de veces la fuerza de la presión atmosférica de la Tierra. Burket, y sus colegas de la institución, consideran que esta presión es 10 veces la presión que se encuentra en una estrella de neutrones. En el pasado, los científicos habían predicho a nivel teórico que esto era así, pero es la primera vez que se crea un método experimental de medición de protones.

Los protones están formados por pequeñas partículas. En este sentido, se incluyen los quarks, con carga eléctrica; y los gluones, que se encargan de transmitir la fuerza nuclear que mantiene unidos a los protones. Es justo en el centro de esta masa de partículas que una intensa presión es empujada hacia afuera, sin embargo, la fuerza externa se mantiene controlada debido a la presión ejercida hacia adentro desde las regiones externas de la partícula.

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Este patrón de presión es similar a lo que ocurre dentro de objetos más grandes, como las estrellas, según Oleg Teryaev, del Instituto Conjunto de Investigación Nuclear en Dubna, Rusia. Él explica que las estrellas también cuentan con presiones ejercidas hacia afuera desde sus centros, contrarrestando la atracción de la gravedad hacia dentro.

Para realizar el estudio y cuantificar la presión de los protones, los investigadores utilizaron datos de un detector de partículas llamado CLAS, o Espectómetro de Aceptación Grande de la Aceleradora Continua del Haz de Electrones, ubicado en el laboratorio donde trabajan. Durante los experimentos, los físicos dispararon electrones al hidrógeno líquido, que es una gran fuente de protones, observando lo ocurrido cuando los electrones interactuaban con los protones y rebotaban.

Referencia: The pressure distribution inside the proton. Naturevolume 557, pages396–399 (2018) / doi: 10.1038/s41586-018-0060-z.