- Pesquisadores identificaram eventos de “near-misses” ou interações fotonucleares no LHC, usando o maior acelerador do mundo para observar partículas que passam muito próximas sem colidir.
- O estudo mostra que, quando um fóton atinge um núcleo, pode produzir um meson D0, que contém um quark charm, permitindo medir propriedades de glúons no núcleo.
- Os resultados sugerem que, em matéria nuclear densamente comprimida, os glúons podem se comportar de forma diferente do esperado, oferecendo uma nova visão sobre a força forte.
- A pesquisa foi liderada por MIT, com colaboração da CMS, e publicada na revista Physical Review Letters.
- Os autores destacam que o método transforma o acelerador em um tipo de microscópio de alta precisão para estudar a interação entre quarks, gluons e a matéria nuclear.
O MIT liderou um grupo que utilizou o acelerador de partículas mais poderoso do mundo para estudar novos aspectos da matéria por meio de chamados near-misses, ou quase colisões. O estudo, divulgado na Physical Review Letters, analisa o que ocorre quando partículas de alta energia passam quase sem se tocar no Large Hadron Collider, em Genebra, Suíça. A abordagem transforma o acelerador em uma espécie de microscópio para examinar a força forte que prende os constituintes nucleares.
A pesquisa identifica eventos de photonuclear interactions, quando um fóton gerado pela intensa nuvem de campos ao redor de uma partícula interage com outra partícula sem ocorrer uma colisão direta. Em parte desses eventos, foi observado o lançamento de uma partícula chamada D0 meson, contendo um quark charm, o que permitiu medir propriedades associadas aos gluons e à força forte dentro do núcleo.
Os autores destacam que a detecção dessas interações é um feito técnico significativo. A equipe precisava separar os raros photonuclear interactions do conjunto de processos que ocorrem nas colisões no CMS, o grande detector utilizado no LHC. Foram analisadas dezenas de bilhões de colisões até isolar centenas de eventos relevantes.
O que muda com o achado
Os resultados apontam que, quando a matéria nuclear é comprimida em condições extremas, os gluons podem se comportar de modo diferente do esperado. A análise das D0 mesons oferece uma janela para entender como os gluons se organizam e quanta força eles exercem dentro do núcleo.
O estudo é assinado por pesquisadores do MIT, com coautoria da CMS Collaboration, grupo global que opera o experimento CMS no LHC. A equipe descreve que as observações ajudam a calibrar o conhecimento sobre a força forte, fundamental para a formação da matéria como conhecemos.
A análise utilizado simulou cenários de photonuclear interactions para orientar a busca em tempo real durante as corridas de colisões do LHC. Os resultados reforçam a utilidade dessas interações como ferramenta de estudo da estrutura nuclear em condições de alta densidade.
A pesquisa teve apoio financeiro do Departamento de Energia dos EUA, incluindo um programa de Pesquisa para Carreiras Iniciais, e envolve uma ampla rede de estudantes, pesquisadores e pós-doutorandos do MIT. Não há, neste texto, avaliação ou opinião sobre políticas públicas.
Entre na conversa da comunidade