Os cientistas descobriram uma maneira de "ver" dentro de deuterons, os núcleos atômicos mais simples, para entender melhor a "cola" que mantém os blocos de construção da matéria juntos. Os novos resultados vêm de colisões de fótons (partículas de luz) com dêuterons, que são feitos de apenas um próton ligado a um nêutron. Nessas colisões, os fótons agem como um feixe de raios X para fornecer o primeiro vislumbre de como as partículas chamadas glúons estão dispostas dentro do deutério. Essas colisões também podem separar o deutério, fornecendo informações sobre o que mantém o próton e o nêutron juntos.
Ao estudar o deutério, o núcleo mais simples da natureza, os cientistas obtêm uma compreensão dos núcleos atômicos mais complexos que compõem essencialmente toda a matéria visível no universo. Esta pesquisa sobre dêuterons ajuda a explicar como os núcleos emergem de quarks e glúons e como as massas dos núcleos são geradas dinamicamente pelos glúons. Deuterons também desempenham um papel importante na produção de energia dentro do sol, que começa com dois prótons se fundindo em um deutério. Estudar deuterons pode ajudar os cientistas a entender melhor as reações de fusão. Isso poderia levar a estratégias para aproveitar a energia de fusão para produzir eletricidade na Terra.

Neste trabalho, cientistas da STAR Collaboration analisaram os dados existentes de colisões de deutério-ouro no Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC), uma instalação do usuário do Departamento de Energia (DOE). No RHIC, os pesquisadores podem usar fótons em torno de íons de ouro em movimento rápido para examinar o papel dos glúons. Ao estudar a dinâmica dos glúons no deutério, o núcleo atômico mais simples, os cientistas entendem como a distribuição e o comportamento dos glúons, como partículas transportadoras de força, mudam à medida que os núcleos se tornam mais complexos. Nas colisões RHIC estudadas neste trabalho, os cientistas usaram o detector STAR para rastrear quanto momento foi transferido de glúons dentro do deutério para partículas criadas nessas interações. Como essa transferência de momento se relaciona com a localização dos glúons dentro do núcleo, os cientistas usaram os dados para mapear a distribuição de glúons no deutério. Além disso, cada interação fóton-glúon também desvia o deutério – e às vezes o separa. A STAR rastreou "nêutrons espectadores" que vieram dessa separação para aprender mais sobre como os glúons mantêm esses núcleos juntos.

Compreender o papel dos glúons na matéria nuclear será o foco do Electron-Ion Collider (EIC), uma nova instalação que está em fase de planejamento no Brookhaven National Laboratory. O EIC usará fótons gerados por elétrons para sondar as distribuições de glúons dentro de prótons e núcleos e estudar a força que mantém prótons e nêutrons juntos para formar núcleos. + Explorar mais

Físicos 'brilham' luz sobre detalhes internos e separação de núcleos simples