Experimentos con protones pueden reescribir desde cero lo que sabemos sobre la estructura íntima de la materia
Por José Manuel Nieves | Madrid
Un equipo internacional de investigadores está a punto de poner a prueba una hipótesis "sacrílega" sobre la naturaleza de los protones, uno de los "ladrillos" fundamentales del Universo. Si tienen razón, no habría más remedio que reescribir, prácticamente desde cero, lo que sabemos, o creíamos saber, sobre la estructura íntima de la materia.
Los experimentos, que ya se están llevando a cabo en Estados Unidos, tratarán de demostrar que los protones pueden sufrir cambios en el interior del núcleo de un átomo en determinadas condiciones. Algo que se considera impensable, ya que estas partículas están entre las más estables de todo el Universo. Tanto, que se consideran, virtualmente, eternas.
Dirigido por Anthony Thomas, de la universidad australiana de Adelaida, el equipo de científicos acaba de publicar sus predicciones en Physical Review Letters y ArXiv.org. Si al final se demuestra que están en lo cierto, una enorme cantidad de trabajos y experimentos llevados a cabo durante las últimas décadas deberán ser revisados a fondo.
"Para la mayoría de los científicos -explica Thomas- la idea de que la estructura interna de los protones pueda variar en determinadas ciscunstancias resulta absurda, incluso sacrílega. Pero para otros, igual que para mi, la evidencia de ese cambio interno ayudaría a explicar algunas de las inconsistencias de la Física Teórica."
¿Pero qué significa exactamente que los protones puedan cambiar su estructura interna? Para nuestra vida diara, prácticamente nada, pero en los campos de la Física nuclear y la Física Teórica sería una auténtica revolución que lo cambiaría todo. Para entenderlo, veamos primero de qué está hecho un protón.
A pesar de que son extraordinariamente pequeños y constituyen una parte fundamental de los núcleos atómicos, los protones están, a su vez, formados por otras partículas, los quarks, que permanecen estrechamente unidas entre sí gracias a la acción de los gluones, partículas que, como un pegamento, son responsables de la cohesión interna de los núcleos atómicos. Y por lo que sabemos hasta ahora, tanto los protones libres como los que están integrados en átomos tienen, exactamente, la misma estructura.
Pero esa suposición no encaja bien con la Cromodinámica Cuántica, la teoría que describe las interacciones entre quarks y gluones. En base a esa teoría, los protones dentro de los núcleos de un átomo deberían estar sujetos, teóricamente, a cambios bajo ciertos niveles de energía.
Hasta ahora, sin embargo, ha sido prácticamente imposible probar si esos cambios se producen realmente. Pero gracias a los nuevos equipos del acelerador Thomas Jefferson, en Virgina, eso está a punto de cambiar.
"Disparando un haz de electrones contra un núcleo atómico -afirma Thomas- es posible medir la diferencia de energía de los electrones salientes, lo que representa un estado de cambio. Tenemos una predicciones bastante sólidas sobre lo que mostrarán los resultados de estas pruebas, y tenemos la esperanza de lograr una medida definitiva".
Sean correctos o no, los resultados de Thomas y su equipo constituirán un enorme desafío para nuestra comprensión de uno de los "ladrillos" más importantes del Universo. Y conducirán, sin duda, hacia un mejor entendimiento de la física que se esconde detrás de cada una de las interacciones que se producen a nuestro alrededor.
"Las implicaciones para el mundo científico -concluye Thomas- son enormes. Estamos ante una de las mayores apuestas que se pueden hacer en Ciencia. Y podría representar todo un nuevo paradigma para la Física nuclear".
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