p As colisões entre estrelas de nêutrons são eventos cósmicos fascinantes que levam à formação de vários elementos químicos. As temperaturas durante essas colisões são exponencialmente altas, normalmente atingindo centenas de bilhões de graus Celsius. p A colaboração do HADES, uma grande equipe de pesquisadores trabalhando em diferentes universidades em todo o mundo, reuniu recentemente a primeira medição da radiação eletromagnética térmica produzida durante as colisões de estrelas, conhecido como radiação de corpo negro, em um ambiente de laboratório. Seu estudo, descrito em um artigo publicado em Física da Natureza , levou à observação de temperaturas de aproximadamente 800 bilhões de graus Celsius, que são comparáveis ​​aos que ocorrem durante as colisões de estrelas.

p "Em nosso estudo, nós destruímos núcleos (por exemplo, núcleos de ouro) em energias relativísticas de frente, "Joachim Stroth, porta-voz da colaboração HADES, disse Phys.org. "Isso produz formas de matéria em condições que não existem normalmente. Apenas estrelas de nêutrons alcançam tais densidades (ou até mais) e quando as estrelas de nêutrons se fundem, sua temperatura pode ficar tão alta quanto em nosso experimento. É por isso que podemos formar um tipo de matéria cósmica em laboratório. "

p Em seu estudo, Stroth e seus colegas usaram o sistema detector HADES no centro acelerador GSI / FAIR em Darmstadt para reunir novos insights sobre as colisões de dois núcleos pesados ​​em energias relativísticas. Isso permitiu que eles reunissem observações de laboratório aprofundadas das propriedades microscópicas de extremos, estados de matéria cósmicos.

p Os pesquisadores criaram especificamente a matéria da cromodinâmica quântica (QCD) como um estado transiente ao colidir íons pesados ​​em energias relativísticas. Este tipo de assunto pode existir em diferentes fases, dependendo de uma série de fatores, incluindo temperatura, pressão e potencial barioquímico.

p Ao observar os estados da matéria QCD, os pesquisadores esperavam obter uma melhor compreensão da matéria e das colisões de estrelas de neurônios. Uma questão fundamental que eles se propuseram a investigar era se os constituintes dos núcleos, que são essencialmente os blocos de construção da matéria, podem alterar suas propriedades sob condições extremas.

p "Medimos a radiação eletromagnética emitida pelas bolas de fogo formadas na colisão, "Stroth explicou. Esta radiação pode nos dizer muito sobre as propriedades dos constituintes. No entanto, esta é uma medida difícil de alcançar, como as bolas de fogo vivem por um tempo muito curto (10 ^-22 s) e a radiação raramente é emitida. "

p Hádrons são partículas compostas feitas de três quarks (bárions) de um antiquark e um quark (méson) mantidos juntos pela força forte. Quando essas partículas decaem, eles às vezes produzem fótons virtuais, que são fótons que não podem ser detectados diretamente porque sua existência viola a conservação de energia e momento.

p Esses fótons virtuais, que carregam todas as informações sobre as partículas subatômicas em decomposição, também decai imediatamente em pares de elétrons (ou seja, um elétron e um pósitron). Em seu estudo, Stroth e seus colegas detectaram essas partículas usando um espectrômetro.

p "Observamos que a temperatura na zona de colisão pode chegar a 800 bilhões de graus e a densidade pode chegar a três vezes a densidade de saturação nuclear, - disse Stroth. - Descobrimos que, nessas condições, os blocos de construção da matéria são substancialmente modificados. Isso também significa que as propriedades da matéria são muito diferentes, como se os blocos de construção apenas mantivessem suas propriedades. "

p A colaboração do HADES é a primeira equipe de pesquisa a medir com sucesso temperaturas semelhantes às que ocorrem durante colisões de estrelas em um ambiente de laboratório. As descobertas desta equipe podem aumentar significativamente a compreensão científica atual dos eventos de fusão de estrelas de nêutrons, ao mesmo tempo, lançando luz sobre a produção de matéria a partir de quarks e glúons elementares.

p "No momento, estamos construindo um experimento sucessor para o HADES, que será operado nas novas instalações da FAIR a partir de 2025, "Stroth disse." Com este detector, seremos capazes de estender as medições para temperaturas e densidade mais altas. " p © 2019 Science X Network