Próton tem pressão maior que objeto mais denso do Universo

Redação do Site Inovação Tecnológica -  21/05/2018

É a primeira vez que os físicos conseguem fazer uma medição de uma propriedade mecânica em partículas subatômicas. [Imagem: Jefferson Lab]

Maior pressão do Universo?

Físicos conseguiram medir pela primeira vez as propriedades mecânicas de uma partícula subatômica, o que revelou a distribuição da pressão dentro do próton.

E os resultados são impressionantes.

Dentro de cada próton, em cada átomo do Universo, há uma "panela de pressão" cuja força ultrapassa em uma ordem de grandeza a pressão existente no centro de uma estrela de nêutrons, um dos objetos mais densos que se conhece no Universo.

Para quem não se lembra, as estrelas de nêutrons têm uma massa maior do que a do Sol empacotada em uma esfera de cerca de 10 quilômetros de diâmetro - a pressão é tanta que elas acabam explodindo, gerando as supernovas, as maiores explosões do Universo.

A medição foi possível usando descrições teóricas que permitem substituir medições da gravidade - que são fracas demais para serem detectadas ao nível das partículas subatômicas - por medições eletromagnéticas, mais especificamente por um feixe de elétrons.

Durante o processo, um elétron entra em um próton e troca um fóton virtual com um quark, transferindo energia para o quark e o próton. Pouco tempo depois, o próton libera essa energia emitindo outro fóton, permanecendo intacto, e essa energia liberada é então medida.

Decilhões

Os físicos descobriram que os blocos de construção do próton, os quarks, estão sujeitos a uma pressão de 100 decilhões de pascals (10³⁵ pascals) perto do centro do próton, o que é cerca de 10 vezes maior do que a pressão no centro de uma estrela de nêutrons.

"Nós constatamos uma pressão extremamente alta, dirigida para fora do centro do próton, e uma pressão mais baixa e mais estendida dirigida para dentro, próximo à periferia do próton," explicou o professor Volker Burkert, dos Laboratórios Jefferson, nos EUA.

Essa distribuição de pressão dentro do próton é ditada pela força forte, a força fundamental que une três quarks para formar um próton.

"Estamos fornecendo uma maneira de visualizar a magnitude e a distribuição da força forte dentro do próton. Isso abre uma direção totalmente nova na física nuclear e de partículas que poderá ser explorada no futuro," disse Burkert.

Bibliografia:

The pressure distribution inside the proton
Volker D. Burkert, L. Elouadrhiri, F. X. Girod
Nature
Vol.: 557, pages396-399
DOI: 10.1038/s41586-018-0060-z