Os núcleos atômicos, compostos de prótons e nêutrons, escondem em seu interior quarks e glúons. Estes últimos, ainda difíceis de estudar, escaparam dos cientistas durante muito tempo.
No meio do século XX, os físicos descobriram que os prótons e nêutrons são os principais componentes dos núcleos atômicos. Mas uma nova revelação mudou tudo: essas partículas são constituídas de quarks.
Pela primeira vez, foi possível descrever as características dos núcleos atômicos, antes explicadas pela existência de prótons e nêutrons, com a ajuda de quarks e glúons.
Um par momentâneo de núcleons correlacionados está destacado em roxo.
Fonte: FIJ PAN
Nos anos 1960, os pesquisadores entenderam que os quarks interagem graças aos glúons. Esse modelo, revolucionário na época, permaneceu, no entanto, incompleto para explicar certos fenômenos de baixa energia. Os cientistas se depararam com um impasse: como unificar o comportamento dos prótons e nêutrons em baixa energia com o dos quarks e glúons em alta energia? O enigma persistiu até recentemente.
Físicos, notadamente os do Instituto de Física Nuclear de Cracóvia, desenvolveram um modelo que combina dados obtidos em colisões de alta e baixa energia. Esse modelo explora finalmente essa fronteira.
Graças às experiências realizadas no LHC do CERN, eles analisaram os núcleos atômicos sob alta energia, revelando a distribuição interna dos quarks e glúons. Esse avanço permite uma compreensão mais detalhada das interações nucleares. A pesquisa focou-se em dezoito núcleos atômicos, variando do carbono ao ouro. Os resultados confirmaram que a maioria dos pares de núcleons são formados por um próton e um nêutron, especialmente nos núcleos pesados.
As perspectivas oferecidas por essas descobertas podem revolucionar a física nuclear e abrir caminho para novas experiências que desvendem os segredos da matéria.
O que é um quark?
Um quark é uma partícula elementar que constitui os prótons e nêutrons dentro do núcleo atômico. Existem seis tipos (chamados de "sabores"): up, down, charm, strange, top e bottom. Os quarks interagem fortemente entre si graças aos glúons, partículas que transmitem a força nuclear forte, uma das forças fundamentais da física.
Os quarks são mantidos juntos pelos glúons, que agem como "colas" invisíveis. Esses glúons exercem a força nuclear forte, a mais poderosa das forças fundamentais, e mantêm os quarks dentro dos prótons e nêutrons. É essa interação que garante a estabilidade dos núcleos atômicos.
O modelo dos quarks e glúons é uma descrição teórica que explica a estrutura interna dos prótons e nêutrons. Em altas energias, essa abordagem é utilizada para estudar como os quarks e glúons estão distribuídos dentro das partículas subatômicas e como eles se comportam durante colisões energéticas, como as realizadas em aceleradores de partículas.
Autor do artigo: Cédric DEPOND
Fonte: Physical Review Letter