Supercomputadoras ayudan a físicos a entender una fuerza de la naturaleza
(NC&T) Los científicos están empezando a encontrar respuestas a algunas preguntas profundas como éstas, gracias a un gran avance logrado en los cálculos necesarios para entender la fuerza nuclear fuerte, que ensambla a las partículas subatómicas consideradas como los bloques elementales de construcción de la naturaleza, los quarks y los gluones.
La fuerza nuclear fuerte que une a estas partículas, también llamada cromodinámica cuántica, es una de las cuatro fuerzas básicas de la naturaleza, junto con la gravedad, el electromagnetismo y la fuerza débil. La fuerza nuclear fuerte es muy poderosa a cortas distancias; cohesiona a los quarks y los gluones dentro de los neutrones y los protones en el núcleo de los átomos.
Las ecuaciones básicas que describen la fuerza nuclear fuerte han sido conocidas desde mediados de los años setenta. Pero los físicos todavía saben muy poco de cómo la fuerza descrita por estas ecuaciones une a los protones y los neutrones en los núcleos de los átomos.
Ahora un equipo de investigadores, utilizando una supercomputadora y un método llamado Retícula de Cromodinámica Cuántica, ha podido calcular las interacciones entre neutrones y protones a partir de las propiedades de los quarks y los gluones. La retícula, en esencia, divide el continuo espacio-tiempo en una cuadrícula de cuatro dimensiones, permitiendo a los investigadores examinar los efectos de la fuerza fuerte.
Los autores de este trabajo son Martin Savage (de la Universidad de Washington), Silas Beane (de la Universidad de New Hampshire), Paulo Bedaque (de la Universidad de Maryland), y Konstantinos Orginos (del Acelerador Nacional Thomas Jefferson, en Virginia)
El nuevo cálculo constituye un primer paso para comprender cómo las fuerzas nucleares surgen de las interacciones entre los quarks y los gluones.
El trabajo también permitirá a los investigadores realizar cálculos que podrían, por ejemplo, proporcionar una comprensión más clara de cómo puede ser el interior de cuerpos tales como las estrellas de neutrones.
Todo esto ayudará a los científicos a averiguar con qué precisión se encuentra ajustado el universo. Es decir, si se cambian los valores de las constantes fundamentales de la naturaleza, ¿todavía sería el universo capaz de producir estrellas, o humanos?
Los científicos esperan poder determinar si las masas de los quarks en la naturaleza, o valores muy próximos a ellas, se requieren para que exista en nuestro universo la vida basada en el carbono, o si cualquier masa en los quarks lo lograría.
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