Institucións e universidades americanas e europeas detectaron por primeira vez unhas partículas producidas en colisións nucleares cobre-ouro no acelerador Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) do Brookhaven National Laboratory (EE. UU.) con ata máis dun 50% da enerxía dispoñible nos nucleóns ‒protóns e neutróns‒ dos núcleos atómicos acelerados na colisión. Dese xeito, as partículas producidas son de novo aceleradas. Este descubrimento experimental confirma a predición teórica feita fai 25 anos no Instituto Galego de Física de Altas Enerxías (IGFAE), centro mixto de investigación da Universidade de Santiago de Compostela e a Xunta de Galicia, polos investigadores Néstor Armesto, Elena G. Ferreiro, Carlos Pajares, Mikhail Braun e Yuly Shabelski (estes dous últimos actualmente na Universidade de San Petersburgo). Os resultados enviáronse á revista Physical Review C e están pendentes de publicación.

Colisións de ións de ouro observados polo detector STAR do Relativistic Heavy Ion Collider. Crédito: Brookhaven National Laboratory.

Cando hai moitas colisións entre os nucleóns dos núcleos atómicos prodúcense efectos entre os seus constituíntes ‒os quarks‒ que posibilitan a produción de partículas máis enerxéticas que a que teñen os nucleones individuais. Por este motivo, este efecto foi denominado QCD accelerator ou acelerador da Cromodinámica Cuántica (QCD, polas súas siglas en inglés), a teoría que explica a interacción forte ou o comportamento entre os quarks e os gluóns.

Ata o de agora as evidencias foran moi débiles e as incertezas demasiado altas como para validar o modelo teórico do IGFAE. Non obstante, con estas novas medicións, as primeiras en colisións de núcleos tan pesados como o ouro e o cobre, confírmase a predición.

“As implicacións deste achado ‒explica Elena G. Ferreiro‒ poden supoñer un cambio nos modelos actuais utilizados para explicar a composición e formación dos raios cósmicos, xa que estas partículas ultra enerxéticas poderían formarse na atmosfera. Así mesmo, poderían descubrirse novas partículas”, apunta a investigadora.

Referencias:

Evidence for a QCD accelerator in relativistic heavy-ion collisions, L.C. Bland et al, enviado a Phys. Rev. C. arXiv:2110.09432 [nucl-ex]

Fusion of strings and cosmic rays at ultrahigh-energies, N. Armesto, M. A. Braun, E. G. Ferreiro, C. Pajares and Yu. M. Shabelski, Phys. Lett. B 389 (1996) 78-82. DOI: 10.1016/S0370-2693(96)01248-8.

Imaxe principal: Detector STAR no Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC). Crédito: Brookhaven National Laboratory.