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Un haz de electrones obligó al protón a revelar detalles de su estructura interna.
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Un haz de electrones, retorcido como un sacacorchos, choca contra un protón. Del punto de impacto salen disparados pares de partículas: un pión positivo y uno neutro. Los físicos midieron por primera vez con qué frecuencia estos pares se separan en diferentes ángulos cuando el espín del electrón apunta hacia la izquierda o hacia la derecha.
La diferencia en estas frecuencias —la asimetría— resultó ser distinta de cero. Esto significa que dentro del protón los quarks y gluones no se mueven simplemente al azar, sino que están conectados por correlaciones especiales. Una de ellas se describe mediante una magnitud que antes casi no se podía medir directamente.
Para descartar señales falsas, los científicos entrenaron un programa informático para reconocer piones neutros genuinos. Esto permitió recopilar cinco veces más eventos útiles que en experimentos anteriores.
Otro hallazgo: el comportamiento de los pares depende de su carga. Los pares formados por un pión positivo y uno neutro se comportan de manera distinta a los pares de un pión negativo y uno neutro. Así se manifestó por primera vez la dependencia del isospín, una característica que distingue al protón del neutrón.
Cerca de la masa de la partícula llamada mesón rho, la asimetría aumenta bruscamente. Esto coincide con las predicciones de un modelo en el que el par de piones se forma a través de un mesón rho de vida corta.
Ahora los físicos tienen una nueva herramienta: midiendo los ángulos de separación de los pares, se puede extraer punto por punto esa magnitud que describe las correlaciones quark-gluón. El protón deja de ser una esfera lisa y muestra sus hilos internos.
El detector CLAS12 del Laboratorio Jefferson tiene aproximadamente el tamaño de una casa pequeña y contiene miles de canales de registro de partículas que funcionan simultáneamente.
