Físicos olham dentro de deuterons para entender como nossa matéria está colada

Os cientistas encontraram uma maneira de “olhar” dentro dos deutérios, os núcleos atômicos mais simples, para entender melhor a “cola”

que mantém unidos os blocos de construção da matéria.Os cientistas colidiram fótons (partículas de luz) com deutérios, que consistem em apenas um próton ligado a um nêutron. Durante esse processo, os fótons agem como um raio X. Isso dá aos cientistas uma ideia de como os glúons estão dispostos dentro do deutério. Essas colisões também podem destruir um deutério, que é como os físicos entendem o que mantém um próton e um nêutron juntos.

Em um novo estudo, cientistasda Colaboração STAR examinou dados existentes sobre colisões deutério-ouro no Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC), uma instalação usuária do Departamento de Energia dos EUA. No RHIC, os pesquisadores podem usar fótons ao redor dos íons de ouro em movimento rápido para estudar o papel dos glúons. Ao estudar a dinâmica dos glúons no deutério, o núcleo atômico mais simples, os cientistas obtêm informações sobre como a distribuição e o comportamento dos glúons como partículas portadoras de força mudam à medida que os núcleos se tornam mais complexos.

No RHIC, as colisões estudadas nesteNo trabalho, os cientistas usaram o detector STAR para rastrear quanto impulso foi transferido dos glúons dentro do deutério para as partículas criadas como resultado dessas interações. Como esta transferência de momento está relacionada com a localização dos glúons dentro do núcleo, os físicos usaram esses dados para mapear a distribuição dos glúons no deutério. Além disso, cada interação fóton-glúon também desvia o deutério e às vezes o quebra. O STAR rastreou os “nêutrons observadores” que emergiram desse decaimento para aprender mais sobre como os glúons mantêm esses núcleos unidos.

Estudando o deutério, o núcleo mais simples da natureza,os cientistas obtêm informações sobre os núcleos atômicos mais complexos que constituem praticamente toda a matéria visível do universo. Tais estudos ajudam a explicar como os núcleos surgem dos quarks e glúons e como as massas nucleares são geradas dinamicamente pelos glúons. Os deutérios também desempenham um papel importante na produção de energia no interior do Sol, que começa com a fusão de dois prótons para formar um deutério. O estudo dos deutérios ajuda os cientistas a compreender as reações de fusão e a recriá-las aqui na Terra para produzir eletricidade limpa.

Compreendendo o papel dos glúons na matéria nuclearserá o foco do Electron Ion Collider (EIC), uma nova instalação que está em fase de planejamento no Laboratório Nacional de Brookhaven. O EIC usará fótons gerados por elétrons para estudar a distribuição de glúons dentro de prótons e núcleos, e para estudar a força que mantém prótons e nêutrons juntos para formar núcleos.

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