A colaboração STAR divulgou novos resultados baseados em sua técnica de imagem por esmagamento, revelando que o urânio-238 pode na verdade ter o formato de uma pêra.
Colisões de núcleos pesados de alta energia, conduzidas em colisores de partículas como o Massive Hadron Collider (LHC) do CERN e o Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) do BNL são capazes de produzir um estado da matéria chamado plasma de quark-gluon (QGP).
Acredita-se que um QGP tenha existido emblem após o Huge Bang. Os blocos de construção de prótons e nêutrons – quarks e glúons – não estavam confinados dentro de partículas como de costume, mas em vez disso formavam uma sopa quente, densa e de forte interação.
Estudar este estado da matéria ajuda-nos a compreender a força nuclear forte, o universo primitivo e como a matéria evoluiu para as formas que vemos hoje.
Para entender o QGP criado em um colisor de partículas você precisa conhecer as condições iniciais. Neste caso, essa é a forma e a estrutura dos núcleos pesados que colidiram.
Um importante fator complicador aqui é que a maioria dos núcleos atômicos está deformada. Eles não são esféricos, mas sim achatados e elipsoidais ou mesmo em forma de pêra.
Colisões de núcleos deformados com diferentes orientações trazem uma grande quantidade de aleatoriedade e, portanto, dificultam nossa capacidade de descrever as condições iniciais do QGP.
Um novo método denominado imageamento por esmagamento foi desenvolvido pelo experimento STAR no RHIC, onde núcleos atômicos são esmagados em velocidades extremamente altas. Ao estudar os padrões nos detritos destas colisões, os investigadores podem inferir a forma authentic dos núcleos.
Neste último estudo, eles compararam colisões entre dois tipos de núcleos: o urânio-238, que tem uma forma fortemente deformada, e o ouro-197, que é quase esférico.
As diferenças entre o urânio e o ouro ajudaram a isolar os efeitos da deformação do urânio. Seus resultados corresponderam às previsões de simulações hidrodinâmicas avançadas e experimentos anteriores de baixa energia.
O mais interessante é que encontraram indícios de que o urânio pode possuir uma forma semelhante a uma pêra (octupolo), além da sua forma dominante semelhante a uma bola de futebol (quadrupolo). Esta característica não havia sido observada anteriormente em colisões de alta energia
Este método ainda é novo, mas no futuro poderá nos fornecer informações importantes sobre a estrutura nuclear em toda a tabela periódica. Estas medições sondam núcleos em escalas de energia de ordens de grandeza superiores às dos métodos tradicionais, revelando potencialmente como a estrutura nuclear evolui em regimes energéticos muito diferentes.