Los científicos han encontrado una manera de "ver" dentro de los deuterones, los núcleos atómicos más simples, para comprender mejor el "pegamento" que mantiene unidos los componentes básicos de la materia. Los nuevos resultados provienen de colisiones de fotones (partículas de luz) con deuterones, que están formados por un solo protón unido a un neutrón. En estas colisiones, los fotones actúan como un haz de rayos X para proporcionar el primer vistazo de cómo se organizan las partículas llamadas gluones dentro del deuterón. Estas colisiones también pueden romper el deuterón, brindando información sobre lo que mantiene unidos al protón y al neutrón.

Al estudiar el deuterón, el núcleo más simple de la naturaleza, los científicos obtienen una comprensión de los núcleos atómicos más complejos que componen esencialmente toda la materia visible del universo. Esta investigación sobre los deuterones ayuda a explicar cómo emergen los núcleos de los quarks y gluones, y cómo los gluones generan dinámicamente las masas de núcleos. Los deuterones también juegan un papel importante en la producción de energía dentro del sol, que comienza con la fusión de dos protones en un deuterón. El estudio de los deuterones puede ayudar a los científicos a comprender mejor las reacciones de fusión. Esto podría conducir a estrategias para aprovechar la energía de fusión para generar electricidad en la Tierra.

En este trabajo, los científicos de STAR Collaboration analizaron los datos existentes de las colisiones de deuterón y oro en el Colisionador de iones pesados ​​relativistas (RHIC), una instalación de usuarios del Departamento de Energía (DOE). En el RHIC, los investigadores pueden usar fotones que rodean iones de oro de rápido movimiento para examinar el papel de los gluones. Mediante el estudio de la dinámica de los gluones en el deuterón, el núcleo atómico más simple, los científicos comprenden cómo la distribución y el comportamiento de los gluones, como partículas portadoras de fuerza, cambian a medida que los núcleos se vuelven más complejos. En las colisiones RHIC estudiadas en este trabajo, los científicos usaron el detector STAR para rastrear cuánto impulso se transfirió de los gluones dentro del deuterón a las partículas creadas en estas interacciones. Dado que esa transferencia de impulso se relaciona con la ubicación de los gluones dentro del núcleo, los científicos utilizaron los datos para trazar un mapa de la distribución de gluones en el deuterón. Además, cada interacción fotón-gluón también desvía el deuterón y, a veces, lo rompe. STAR rastreó los "neutrones espectadores" que surgieron de esta ruptura para aprender más sobre cómo los gluones mantienen unidos estos núcleos.

Comprender el papel de los gluones en la materia nuclear será un enfoque del Electron-Ion Collider (EIC), una nueva instalación que se encuentra en las etapas de planificación en el Laboratorio Nacional de Brookhaven. EIC utilizará fotones generados por electrones para sondear las distribuciones de gluones dentro de protones y núcleos, y para estudiar la fuerza que mantiene unidos a protones y neutrones para formar núcleos. + Explora más

Los físicos 'brillan' la luz sobre los detalles internos y la ruptura del núcleo simple