A massa do próton

Onde é que a massa do próton?

Comunicado de imprensa "A massa do próton, finalmente explicado" (20/11/2008).
A massa do próton é de 95% da energia dos quarks e dos glúons, dizem os físicos do Centro de Física Teórica de Marselha. A partir do modelo padrão que descreve as interações entre partículas elementares, os cálculos mostram que a massa do próton é principalmente devido à energia transportada por esses pequenos "elementos", como quarks e glúons, através da famosa fórmula Einstein E = mc2.
Esta conquista confirma a validade de uma teoria para descrever as interações fortes entre as partículas. Publicado na revista Science 21 novembro de 2008, este trabalho tem sido conseguido através da supercomputadores mais poderosos do mundo.
Eles permitem considerar a chegada de uma nova teoria da física fundamental, além do modelo atual, com potenciais descobertas no campo das interações fracas dos quarks. Nos núcleos dos átomos, existem prótons e nêutrons. Eles próprios são feitos de quarks e glúons, uma espécie de pequenos sub-estruturas fundamentais. No entanto, a massa dos glúons é nula.
E, ao contrário do que se poderia esperar, a massa de um próton quarks que compõem apenas 5% da massa deste último.
De onde, então, os 95% restantes?
Uma equipe de físicos franceses, alemães e húngaros tem de provar que essas resultado 95% da energia devido ao movimento dos quarks e dos glúons, e suas interações. Depois de uma massa de energia é um resultado um pouco confuso, mas resulta em famosa fórmula de Einstein E = mc2 afirmando a equivalência entre massa e energia. Até então assumidos, este resultado é confirmado pela primeira vez. Os pesquisadores, liderados por Laurent na França Lellouch, CNRS pesquisador sênior do Centro de Física Teórica, contou com mais de vinte anos de pesquisa por físicos em todo o mundo. Baseados nas equações da cromodinâmica quântica, que é dizer, a teoria que descreve as interações fortes, eles conseguiram calcular a massa de prótons, nêutrons e outras partículas do mesmo tipo.

Resultado, as massas obtidas pelo cálculo estão em excelente concordância com aqueles medidos experimentalmente.
Pesquisadores, assim, confirmar que o modelo padrão está correto para descrever a origem da massa das partículas e, portanto, que mais de 99% do universo visível, incluindo o Sol, a Terra, nós e todos os objetos em torno de nós.
Para atingir seus objetivos, os pesquisadores usaram uma abordagem em que o espaço-tempo é visto como uma estrutura de quatro dimensões formada por sítios espaçados ao longo de linhas e colunas.
Seu principal desafio era encontrar uma solução que se encaixa em nosso espaço-tempo contínuo, enquanto controla todas as fontes de incertezas nos cálculos na rede.
Em termos práticos, esta obra marca o amadurecimento de métodos numéricos relevantes para o estudo das interações fortes.
Deve desempenhar um papel fundamental na nova era da física, que se abre com o Large Hadron Collider (LHC).
De fato, controlar o padrão de interações forte poderia ajudar a revelar novos efeitos associados com interações fracas dos quarks que são mascarados pelas interações fortes. Este cálculo é um dos mais importantes cálculos numéricos até à data.
Um verdadeiro desempenho que exigia os recursos de supercomputadores Blue Gene do Instituto de Desenvolvimento e Recursos em Informática Científica (Idris) do CNRS e do Forschungszentrum Jülich, mas também fazendas de cálculo, da Universidade de Wuppertal e Central Física Teórica de Marselha.

Imagem: Os núcleos dos átomos são compostos de prótons e nêutrons. Em torno desses núcleos, os elétrons giram. Estes três componentes (prótons, nêutrons e elétrons) são quase toda a matéria.
Enquanto o elétron é considerado como uma partícula "sem tamanho", o próton, que consiste em quarks, é um objeto "esticada".

N.B.: o raio do protão foi usado por físicos para femtometer 0,877 (a = femtometer 10-15 m).