El mayor obstáculo para los científicos que estudian la estructura interna del neutrón es que la mayoría de los neutrones están unidos dentro del núcleo de los átomos a los protones. En la naturaleza, un neutrón libre dura sólo unos minutos, mientras que en el núcleo, los neutrones están siempre estorbados por los protones en todas partes.
Para desentrañar la descripción de un neutrón libre, un grupo de científicos compararon los datos recogidos en el Jefferson Lab y en el SLAC National Accelerator Laboratory que detallan cómo están unidos protones y neutrones en el núcleo del átomo mostrándo dos efectos muy diferentes. Ambos protones y neutrones se denominan nucleones.
"Los dos efectos se deben a nucleones comportándose como si no fueran libres", dice Doug Higinbotham, un científico del Jefferson Lab .
Los nucleones parecen diferir cuando están fuertemente ligados en núcleos más pesados en comparación con cuando no están muy ligados en núcleos ligeros. En el primer efecto, los experimentos han demostrado que los nucleones bien ligados en un núcleo pesado andan en pares más a menudo que los menos estrechamente ligados en un núcleo ligero.
"Lo primero fue la probabilidad de encontrar dos nucleones juntos en el núcleo, lo que llamamos una correlación de corto alcance", dice Larry Weinstein, profesor de la Universidad de Old Dominion. "Y la probabilidad de que dos nucleones se encuentren en una correlación de corto alcance aumenta cuando el núcleo se vuelve más pesado."
Mientras tanto, otros experimentos han demostrado una clara diferencia en la forma en que los bloques de construcción del protón, llamados quarks, se distribuyen en los núcleos pesados frente a los núcleos livianos . Esta diferencia se llama el efecto EMC.
algunos experimentos parecen mostrar que los bloques de construcción de protones y neutrones dentro del núcleo son de algún modo diferente del de ser libres,otros experimentos muestran que ellos se comportan diferentemente cuando se emparejan:se mueven más rápido y se superponen con frecuencia.
"La gente estuvo midiendo y discutiendo el efecto de EMC. Y las personas estaban discutiendo cosas sobre el efecto de correlación de corto alcance. Nadie se molestó en buscar para ver si hay alguna conexión entre ellas", añade Eliezer Piasetzky, profesor de la Universidad de Tel Aviv en Israel.
Cuando el grupo combinó los datos de una media docena de experimentos con respecto a estos dos diferentes efectos en un mismo gráfico, se encontraron con que los dos efectos estaban correlacionados
"Tome una cantidad que le indica a usted qué tan fuerte es el efecto EMC. Y luego tome otra cantidad que le indique el número de correlaciones de corto alcance que usted tiene," explica Higinbotham. "Y usted ve que cuando una es grande,la otra es grande. Cuando una es pequeña, la otra es pequeña."
Los científicos dicen que es poco probable que un efecto cause el otro.Por el contrario, los datos muestran que existe una causa común para ambos.
"Creo que estamos de acuerdo en que la forma del gráfico se debe a nucleones superpuestos causándo el efecto. Y en el gráfico de momento, son los nucleones de gran impulso los que están causando esto. Y, por supuesto, es la mecánica cuántica, así que eligan la imagen ", explica Higinbotham.
El grupo dice que la causa común puede haber sido un misterio durante mucho tiempo, porque mientras que los dos efectos que están estudiando están obviamente relacionados al trazarlos en un gráfico, la conexión entre ellos antes era oscurecida por las maneras diferentes, pero relacionadas en las que los dos efectos se estudiaban.
"Cuando usted hace una medición del efecto EMC, lo que hace es mirar dentro del nucleón. Rompes el nucleón y ves el interior. Lo qué sucede en el interior del nucleón es muy diferente de las correlaciones de corto alcance, que es lo que sucede entre dos nucleones diferente ", dice Piasetzky.
"Lo que es muy nuevo aquí es que hemos vinculado dos campos que estaban completamente desconectados. Así que ahora podemos empezar a hacer preguntas acerca de lo que esta conexión puede ayudarnos a aprender", dice Higinbotham.
Dicen que el siguiente paso es comparar más los datos de todas las fuentes de los experimentos que utilizaron en su análisis para ver si los datos de uno de los efectos ahora se pueda utilizar para aprender algo nuevo sobre el otro.Luego, por supuesto, que les gustaría utilizar el conocimiento de que los dos efectos se conectan para diseñar nuevos experimentos para sacar a la luz otros secretos enterrados en el núcleo del átomo.
leer el estudio AQUÍ
fuente de la información:
http://www.physorg.com/news/2011-02-bound-neutrons-pave-free.html
