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Dois quarks up e um quark down girando livremente em um fluxo de aceleradores de partículas. Crédito: Brianzero / Wikimedia Commons, CC BY-SA 3.0
Os especialistas da Universidade de Adelaide, que fazem parte da comunidade internacional de pesquisadores que investigam as propriedades físicas fundamentais dos átomos, podem ter encontrado um novo paradigma para a forma como os núcleos atômicos são construídos.
"Temos trabalhado na análise teórica de um experimento incrível, o Marathon, que levou 20 anos desde a concepção até a publicação", disse o professor Anthony Thomas, professor titular de física da Universidade de Adelaide.
"O objetivo original era medir com precisão a distribuição dos quarks, especialmente o quark down , em função do momento".
Um quark é um tipo de partícula elementar e um constituinte fundamental da matéria. Toda matéria comumente observável é composta de quarks up, quarks down e elétrons.
"Entender como os quarks funcionam em relação ao momento do próton é uma propriedade fundamental que desafia a medição desde que os quarks foram descobertos há 50 anos", disse o professor Thomas.
"Ele testa nossa compreensão da cromodinâmica quântica (QCD), a teoria fundamental da força forte".
Todas as forças conhecidas da natureza podem ser atribuídas a quatro forças fundamentais: gravitacional, eletromagnética, forte e fraca. Eles governam como objetos ou partículas interagem e como certas partículas decaem.
O experimento Marathon coletou informações valiosas sobre quarks e a natureza da matéria durante seus 20 anos de vida, o que contribuiu para descobertas de outros trabalhos realizados por físicos de todo o mundo na época.
O experimento da Maratona, no entanto, rendeu uma peça de evidência única - um novo insight extremamente importante sobre como os núcleos são construídos
"Uma questão fundamental e sem resposta para a física nuclear é se os núcleos são construídos de prótons e nêutrons ou se são construídos de quase-partículas com o número quântico de nêutrons e prótons, mas com uma estrutura de quark interna que foi alterada por forças enormes dentro dos núcleos atômicos ", disse o professor Thomas.
A evidência dessas mudanças foi fornecida por um experimento no CERN, a Organização Europeia para Pesquisa Nuclear, na década de 1980, com o efeito conhecido como efeito EMC (após a Colaboração Muon Europeia).
O trabalho realizado pelo professor Thomas na Universidade de Adelaide há uma década, em colaboração com um colega no Japão, sugeriu a existência de uma nova maneira de comportamento dos quarks.
"Nosso trabalho sugeriu que em um núcleo com números desiguais de nêutrons e prótons, a mudança nas distribuições de momentum dos quarks up e down seria diferente, um fenômeno conhecido como efeito isovetor EMC", disse o professor Thomas.
"Nossa análise dos dados da Maratona, que começamos há 20 anos, forneceu a primeira dica experimental para a existência desse efeito isovetor EMC.
"Isso certamente inspirará um grande esforço experimental adicional, o que, em última análise, nos dirá se realmente temos um novo paradigma para a forma como os núcleos atômicos são construídos".
O artigo do professor Thomas foi publicado na revista Physical Review Letters .
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Mais informações: C. Cocuzza et al, Isovector EMC Effect from Global QCD Analysis with MARATHON Data, Physical Review Letters (2021). DOI: 10.1103 / PhysRevLett.127.242001
Informações do periódico: cartas de revisão física
Fornecido pela University of Adelaide
Fonte: Phys News / por Crispin Savage, Universidade de Adelaide / 14-12-2021
https://phys.org/news/2021-12-marathon-reveals-quirks-quarks.html
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Hélio R.M.Cabral (Economista,
Escritor e Divulgador de conteúdos da Astronomia, Astrofísica, Astrobiologia e
Climatologia).Participou do curso (EAD) de Astrofísica, concluído em 2020, pela
Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC).
Autor do livro: “Conhecendo o Sol e outras Estrelas”.
Acompanha e divulga os
conteúdos científicos da NASA (National Aeronautics and Space Administration),
ESA (European Space Agency) e outras organizações científicas e tecnológicas.
Participa
do projeto S`Cool Ground Observation (Observações de Nuvens) que é integrado ao
Projeto CERES (Clouds and Earth´s Radiant Energy System) administrado pela
NASA. A
partir de 2019, tornou-se membro da Sociedade Astronômica Brasileira (SAB),
como astrônomo amador.
Participa também do projeto The Globe Program / NASA
Globe Cloud, um Programa de Ciência e Educação Worldwide, que também tem o
objetivo de monitorar o Clima em toda a Terra. Este projeto é patrocinado pela
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