Física – espiando prótons

Como os constituintes de um próton – quarks e gluons – são afetados pelo ambiente quando o próton está ligado em um núcleo? Jackson Pybus no MIT e seus colegas abordaram essa questão basic e em aberto ao disparar vigas de fótons de alta energia em vários núcleos e analisar as partículas emitidas (1). Os novos resultados da equipe fornecem as evidências mais fortes até agora de que a distribuição de glúons em prótons ligados difere daquela em prótons livres.

Pybus e seus colegas se concentraram em um processo no qual um fóton atinge um próton em um núcleo com energia suficiente para ejetar o próton. A interação também gera um J/$𝜓$ partícula – um estado ligado de um quark de charme e um antiquark de charme – que rapidamente decai em um elétron e um pósitron. Para um próton livre, a interação correspondente exigiria que a energia do fóton de entrada exceda 8,2 giga-elétron-Volts (GEV). Mas para um próton vinculado, o processo às vezes pode ocorrer em energias abaixo desse limite. Tais interações sublimiares são particularmente sensíveis à distribuição de gluon em prótons ligados.

Os pesquisadores dispararam elétrons relativísticos em um alvo de diamante para produzir fótons com energias entre 7 e 10,8 GeV. Esses fótons foram destinados a núcleos de deutério, hélio e carbono para gerar J/$𝜓$ Partículas, cuja decaimento produtos os pesquisadores detectaram. Comparando as medições com vários modelos de física nuclear, a equipe inferiu que os prótons ligados têm uma estrutura de gluon mais densa ou mais compacta. Para analisar seus dados, os pesquisadores introduziram novos métodos, que, segundo eles, serão úteis para medições futuras de J/$𝜓$ Produção no próximo Collider de íons eletrônicos do Laboratório Nacional de Brookhaven, em Nova York e em outras instalações.

–Ryan Wilkinson

Ryan Wilkinson é um editor correspondente para Revista de Física com sede em Durham, Reino Unido.

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