Finalmente gli scienziati ora sanno esattamente cosa rappresenta il peso della particella subatomica.
I protoni sono formati da piccolissime particelle definite “quark”, ma la loro somma è troppo piccola per spiegare la massa del protone: i nuovi calcoli mostrano infatti che solo il 9% del peso del protone proviene dalla massa dei quark , mentre il resto della massa deriva da “effetti complicati” che si verificano all’interno della particella.
La cromodinamica quantistica, riesce a spiegare il moto delle particelle all’interno del protone: effettuare calcoli precisi con questa tecnica chiamata brevemente QCD, è estremamente difficile, e gli scienziati si affidano ad una sua estensione: la QDC a reticolo, dove lo spazio ed il tempo vengono suddivisi in una “griglia” su cui si trovano i quark.
Grazie all’utilizzo di questa sofisticata tecnica, i fisici avevano precedentemente calcolato la massa del protone, ma fino ad oggi gli scienziati non hanno capito da dove viene quella massa: il fisico teorico André Walker-Loud del Lawrence Berkeley National Laboratory in California, dichiara “È eccitante perché è un segno che … abbiamo davvero colpito questa nuova era” in cui il QCD reticolo può essere utilizzato per comprendere meglio la fisica nucleare”.
Stando allo studio, oltre al 9% della massa del protone che proviene dal peso dei quark, c’è il 32% proviene dall’ energia del loro moto all’interno del protone: energia e massa infatti sono due facce della stessa medaglia, grazie alla famosa equazione di Einstein, E = mc 2 .
Altre particelle senza massa presenti all’interno del protone, vengono chiamati gluoni e sono indispensabili a legare i quark, contribuendo con il 36% con la loro energia. Tutte queste interazioni fanno si di originare un principio chiamato “invarianza di scala” : in questo tipo di teorie, restringere o allungare tempo e spazio non cambia il risultato. Le particelle massive forniscono una scala, e quando il QCD sfida l’invarianza, anche i protoni guadagnano massa.
