I fisici guardano dentro i deuteroni per capire come la nostra materia sia incollata insieme

Gli scienziati hanno trovato il modo di “guardare” all’interno dei deutoni, i nuclei atomici più semplici, per comprendere meglio il “collante”

che tiene insieme gli elementi costitutivi della materia.Gli scienziati hanno fatto collidere i fotoni (particelle di luce) con i deutoni, che consistono in un solo protone legato a un neutrone. Durante questo processo, i fotoni si comportano come i raggi X. Ciò dà agli scienziati un'idea di come sono disposti i gluoni all'interno del deuterone. Tali collisioni possono anche fare a pezzi un deuterone, ed è così che i fisici capiscono cosa tiene insieme un protone e un neutrone.

In un nuovo studio, scienziatidella Collaborazione STAR ha esaminato i dati esistenti sulle collisioni deuterone-oro presso il Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC), una struttura utente del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti. Al RHIC, i ricercatori possono utilizzare i fotoni che circondano gli ioni d'oro in rapido movimento per studiare il ruolo dei gluoni. Studiando la dinamica dei gluoni nel deuterone, il nucleo atomico più semplice, gli scienziati ottengono informazioni su come la distribuzione e il comportamento dei gluoni come particelle portatrici di forza cambia man mano che i nuclei diventano più complessi.

In collisioni RHIC studiate in questoNel lavoro, gli scienziati hanno utilizzato il rilevatore STAR per monitorare la quantità di moto trasferita dai gluoni all'interno del deutone alle particelle create come risultato di queste interazioni. Poiché questo trasferimento di quantità di moto è correlato alla posizione dei gluoni all'interno del nucleo, i fisici hanno utilizzato questi dati per mappare la distribuzione dei gluoni nel deuterone. Inoltre, ogni interazione fotone-gluone devia anche il deutone e talvolta lo rompe. STAR ha monitorato i "neutroni osservatori" emersi da questo decadimento per saperne di più su come i gluoni tengono insieme questi nuclei.

Studiando il deuterone, il nucleo più semplice in natura,gli scienziati acquisiscono informazioni sui nuclei atomici più complessi che costituiscono praticamente tutta la materia visibile nell'universo. Tali studi aiutano a spiegare come i nuclei nascono da quark e gluoni e come le masse nucleari vengono generate dinamicamente dai gluoni. I deutoni svolgono un ruolo importante anche nella produzione di energia all'interno del Sole, che inizia con la fusione di due protoni per formare un deutone. Lo studio dei deutoni aiuta gli scienziati a comprendere le reazioni di fusione e a ricrearle qui sulla Terra per produrre elettricità pulita.

Comprendere il ruolo dei gluoni nella materia nuclearesarà al centro dell'Electron Ion Collider (EIC), una nuova struttura in fase di progettazione presso il Brookhaven National Laboratory. L'EIC utilizzerà i fotoni generati dagli elettroni per studiare la distribuzione dei gluoni all'interno di protoni e nuclei e per studiare la forza che tiene insieme protoni e neutroni per formare nuclei.

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