A primeira imagem de um núcleo atômico, contendo Quarks e Glúons

Os núcleos atômicos, compostos de prótons e nêutrons, escondem em seu interior partículas fundamentais como quarks e glúons. No entanto, essas partículas ainda são difíceis de estudar e escaparam à observação dos cientistas por muito tempo.

A Revolução na Compreensão dos Quarks

No meio do século XX, os físicos descobriram que os prótons e nêutrons são os principais componentes dos núcleos atômicos. Porém, uma nova descoberta mudou completamente essa visão: essas partículas são, na verdade, compostas por quarks.

Nos anos 1960, os pesquisadores entenderam que os quarks interagem entre si por meio dos glúons. Esse modelo foi uma revolução na física, mas, por muito tempo, não conseguiu explicar todos os fenômenos de baixa energia. Assim, os cientistas enfrentaram um grande desafio: como unificar o comportamento dos prótons e nêutrons em baixa energia com o dos quarks e glúons em alta energia? Esse enigma persistiu por várias décadas.

Avanços com Experimentos no LHC do CERN

Recentemente, no entanto, físicos do Instituto de Física Nuclear de Cracóvia desenvolveram um modelo inovador, que combina dados de colisões de alta e baixa energia. Esse modelo finalmente conseguiu abordar a fronteira entre as duas escalas de energia. Esses avanços se devem principalmente às experiências realizadas no LHC do CERN, onde os cientistas analisaram os núcleos atômicos sob condições de alta energia.

Com essa nova abordagem, foi possível revelar a distribuição interna dos quarks e glúons, o que proporciona uma visão mais detalhada das interações nucleares. A pesquisa focou em dezoito núcleos atômicos, que vão do carbono ao ouro, e confirmou que a maioria dos pares de núcleons são formados por um próton e um nêutron. Isso foi especialmente observável nos núcleos pesados.

O Impacto dessas Descobertas

Esses resultados marcam um grande avanço na física nuclear. Além disso, eles abrem caminho para novas pesquisas que podem revelar ainda mais os segredos da matéria e das forças fundamentais. As perspectivas geradas por essas descobertas têm o potencial de transformar a física nuclear.

O Que São Quarks?

Um quark é uma partícula elementar que compõe os prótons e nêutrons no núcleo atômico. Existem seis tipos de quarks, conhecidos como “sabores”: up, down, charm, strange, top e bottom. Esses quarks interagem fortemente entre si, e essa interação é mediada pelos glúons, partículas que transmitem a força nuclear forte, uma das quatro forças fundamentais da física.

Os quarks ficam unidos pelos glúons, que agem como “colas” invisíveis. Essa interação é crucial para garantir a estabilidade dos núcleos atômicos. Em altas energias, o modelo dos quarks e glúons é usado para estudar a distribuição e o comportamento dessas partículas dentro dos prótons e nêutrons, especialmente durante colisões energéticas em aceleradores de partículas.