C'è più pressione in un protone che nel cuore di una stella

Dentro ogni protone in ogni atomo dell'universo c'è più pressione che nel cuore delle stelle più dense, le stelle di neutroni: per la prima volta un gruppo di ricercatori del Jefferson Lab in Virginia è riuscito a misurare la pressione in una particella subatomica, un'impresa ritenuta impossibile. Lo studio, pubblicato sulla rivista Nature, si è concentrato in particolare sui quark, i mattoni che formano i protoni.

I ricercatori guidati da Volker Burkert hanno scoperto che la distibuzione della pressione all'interno dei protoni è influenzata dalla forza che lega insieme tre quark a formare queste particelle subatomiche, chiamata interazione forte o forza nucleare forte: "Al centro del protone abbiamo trovato una pressione molto forte diretta verso l'esterno", spiega Burkert, "mentre alla periferia c'è una pressione molto più debole diretta verso l'interno".

In particolare i ricercatori hanno scoperto che la pressione esercitata sui quark è 10 volte più grande di quella che si trova in una stella di neutroni. La misura è stata ottenuta grazie ad un raggio di elettroni sparato dal Cebaf (Continuous Electron Beam Accelerator Facility), l'acceleratore di particelle del Jefferson Lab: gli elettroni vengono indirizzati nel nucleo degli atomi, dove interagiscono in modo elettromagnetico con i quark dei protoni, permettendo di ottenere un'immagine in 3D della loro struttura interna. "I nostri risultati aprono un campo tutto nuovo per la fisica nucleare e quella delle particelle", aggiunge Burkert. Il prossimo passo consisterà nell'applicare la stessa tecnica per ottenere dati ancora più precisi e per rivelare altre propietà dei protoni.