I protoni, elementi fondamentali dei nuclei atomici, sono composti da tre quark uniti dalla forza nucleare forte, la quale è riconosciuta come la più potente tra le quattro forze fondamentali della natura. Ma quanto è intensa questa forza? La risposta è sorprendente.
Un recente studio pubblicato sulla rivista Physical Review Letters ha rivelato che la pressione all’interno di un protone può arrivare fino a 500.000 Newton. Questa forza equivale al peso di cinque scuolabus compressi in uno spazio inferiore a quello di un nucleo atomico. Questo dato mette in evidenza la straordinaria densità di energia presente all’interno di queste particelle.
Per meglio comprendere la portata di questa forza, si può paragonare a circa il 4% della spinta generata da uno shuttle spaziale durante il decollo. Inoltre, corrisponde alla pressione che una cintura di sicurezza eserciterebbe se un veicolo impattasse un muro a 100 km/h, un aspetto che potrebbe cambiare notevolmente con l’avvento delle cinture di sicurezza del futuro.
La ricerca, condotta da Joshua Crawford dell’Università di Adelaide, ha impiegato una tecnica avanzata nota come “lattice quantum chromodynamics”. Questo metodo suddivide il tempo e lo spazio in una griglia estremamente fine, consentendo simulazioni precise delle variazioni della forza nucleare all’interno del protone.
Crawford ha dichiarato: “Abbiamo mappato per la prima volta queste forze con una chiarezza senza precedenti“. Comprendere come i quark interagiscano è cruciale per analizzare il comportamento dei protoni durante collisioni ad alta energia, come quelle che avvengono nel Large Hadron Collider.
Ross Young, coautore dello studio, ha evidenziato che una comprensione più approfondita della struttura interna dei protoni potrebbe ottimizzare applicazioni avanzate come la terapia protonica, utilizzata nella cura dei tumori per colpire le cellule malate con grande precisione, minimizzando al contempo i danni ai tessuti sani. Questo approccio terapeutico si avvale di fasci di protoni, rappresentando un importante passo avanti nella medicina oncologica.