Pode ser difícil imaginar que os detritos de colisões violentas de íons pesados ​​– que dissolvem os limites de prótons e nêutrons e produzem milhares de novas partículas – podem ser usados ​​para obter informações detalhadas sobre as propriedades dos núcleons. No entanto, novos avanços em métodos experimentais, juntamente com modelagem teórica aprimorada, tornaram isso possível. Com base em um modelo de última geração para os núcleos em colisão e a evolução hidrodinâmica do plasma quark-glúon produzido na colisão, uma recente Physical Review Letters O estudo demonstra que observáveis ​​específicos são fortemente sensíveis ao tamanho dos prótons e nêutrons dentro dos núcleos em colisão.
A comparação do modelo com dados de experimentos também indica que a distribuição de glúons dentro de prótons e nêutrons é bastante irregular – não tão suave e esférica quanto modelada usando suposições ingênuas. Medições atuais e futuras usando colisões de diferentes núcleos no Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC), uma instalação do usuário do Departamento de Energia (DOE) no Brookhaven National Laboratory, e o Large Hadron Collider (LHC) no CERN, juntamente com um programa teórico sofisticado , fornecerá informações mais detalhadas sobre a distribuição de glúons dentro de prótons e nêutrons, dentro e fora de núcleos pesados, e como ele se comporta com a mudança de energia de colisão. Esta informação fundamentalmente importante será explorada com precisão ainda maior no Electron-Ion Collider a ser construído em Brookhaven.

Os núcleos dos átomos são compostos de prótons e nêutrons, coletivamente referidos como nucleons. Os núcleos, por sua vez, consistem em quarks e glúons. Compreender como esses blocos de construção internos são distribuídos dentro dos núcleos pode revelar como grandes prótons e nêutrons aparecem quando sondados em alta energia. Este trabalho usou comparações entre cálculos de modelos e novos dados de precisão de colisões de íons pesados ​​(contendo muitos prótons e nêutrons) para acessar a distribuição de glúons e prever o tamanho do próton.

Identificar e medir com precisão os fatores que são sensíveis ao tamanho do nucleon ajudará os físicos a descrever com mais precisão o plasma quark-gluon (QGP). Esta é uma forma quente e densa de matéria nuclear criada quando prótons e nêutrons individuais "derretem" em colisões de íons pesados, imitando as condições do universo primitivo. Este conhecimento pode eliminar incertezas significativas sobre o estado inicial do QGP produzido. Saber mais sobre o estado inicial do QGP fornece informações para os cálculos do modelo que os cientistas usam para inferir a viscosidade e outras propriedades do QGP. Os resultados também se somam às medidas do tamanho do próton com base na distribuição de quarks dentro do próton. + Explorar mais

Iluminando os detalhes internos e a separação dos deutérios