Avance en cromodinámica cuántica: ¡Nuevos hallazgos en Maguncia!

Avance en cromodinámica cuántica: ¡Nuevos hallazgos en Maguncia!

Los físicos de la Universidad Johannes Gutenberg de Maguncia (JGU) han logrado avances innovadores en la física de las interacciones fuertes. Los resultados de esta investigación, dirigida por el Prof. Dr. Georg von Hippel y el Dr. Konstantin Ottnad, se publicaron en la reconocida revista científicaCartas de revisión físicapublicado. Estos estudios se centran en la cromodinámica cuántica (QCD), la teoría fundamental detrás de las interacciones fuertes que explica las propiedades de los núcleos atómicos.

QCD describe las interacciones entre quarks y gluones, los componentes básicos de protones y neutrones. Cada una de estas dos partículas consta de tres quarks, que se encuentran en estados unidos conocidos como hadrones. Históricamente, la existencia de los quarks fue postulada por Murray Gell-Mann en 1964, por lo que recibió el Premio Nobel en 1969. A pesar de su papel fundamental en la materia, los quarks aún no han sido observados directamente.

Avances a través de celosía QCD

En su investigación, los científicos utilizan la cuadrícula QCD, un método que permite simular las complicadas ecuaciones de QCD en una cuadrícula discreta. Esto es particularmente útil porque las ecuaciones matemáticas de QCD son extremadamente difíciles de resolver de manera convencional. Lattice QCD ha permitido calcular las masas de protones y otras partículas con mayor precisión y obtener información sobre las condiciones del universo primitivo cuando los quarks y gluones existían libremente.

Los cálculos actuales han aumentado la precisión de los resultados más de diez veces en comparación con estudios anteriores. Se prestó especial atención a una constante de baja energía previamente esquiva que describe la interacción del pión con el campo de Higgs. Esto se ha determinado ahora con precisión por primera vez. El uso de supercomputadoras del Centro Gauss de Supercomputación e. Los clusters informáticos de alto rendimiento de V. y Mainz fueron decisivos para el éxito de estos cálculos.

Objetivos futuros de la investigación.

Además de determinar la constante de baja energía mencionada anteriormente, los objetivos de futuras investigaciones son determinar los radios de los kaones y comprender mejor los momentos físicos de los quarks. El trabajo refuerza la importancia de la interacción fuerte, que en muchos casos supera la repulsión eléctrica entre protones. El concepto de libertad asintótica también es evidente en QCD, que describe que la interacción entre quarks disminuye a distancias pequeñas.

Los últimos resultados de los físicos de Mainz no sólo amplían nuestros conocimientos sobre la cromodinámica cuántica, sino que también abren nuevas perspectivas para la física experimental y teórica. Los importantes avances en la QCD reticular y la rica información generada por simulaciones por computadora refuerzan el papel central de esta teoría en el modelo estándar de la física de partículas elementales.

En resumen, el trabajo en Mainz es un ejemplo impresionante de cómo la tecnología moderna y la física teórica trabajan juntas para descubrir los secretos más profundos del universo y comprender mejor las fuerzas fundamentales de la naturaleza.

prensa.uni-mainz.de informa que los cálculos precisos de los físicos de Mainz se basan en los complejos fundamentos teóricos de la Cromodinámica cuántica basado, que describe la interacción fuerte como teoría cuántica de campos, mientras que weltderphysik.de Destaca el contexto histórico y los desafíos para resolver las ecuaciones QCD.