Detector STAR no acelerador de partículas RHIC (Imagem: Kevin Coughlin/Brookhaven National Laboratory)
A equipe de cientistas do Laboratório Nacional Brookhaven, nos EUA, chegou ao último ano de sua pesquisa com o Colisor de Íons Pesados Relativísticos (RHIC). O equipamento é um acelerador de partículas de primeira classe e um dos únicos capazes de acelerar íons pesados ainda em operação.
O grupo tem utilizado o RHIC para esmagar núcleos de átomos de ouro desde os anos 2000. Eles coletaram dados para recriar e estudar o plasma de quark-glúon (QGP), conhecido como “sopa de quarks”, um estado da matéria que consiste nas peças interiores dos prótons e nêutrons.
O universo foi preenchido por QGP há 14 bilhões de anos, apenas por alguns microssegundos após o Big Bang. Quando liberados pelas colisões, os quarks, antiquarks e glúons recriam o plasma primordial para que os cientistas possam analisá-lo.
Depois de 25 rodadas e mais de duas décadas de história, esta será a última colisão do RHIC. A equipe aproveitará essa rodada final para explorar a sopa de quarks com extrema precisão.
“Ao entrarmos nesta corrida final, levamos adiante o legado de investigação implacável, inovação e mentoria que definiu a jornada do RHIC”, diz Jin Huang, físico do Laboratório Brookhaven.
O experimento final acontecerá no começo de julho e irá colidir átomos de ouro. Entre os choques, a equipe executará estudos APEX durante 15 horas, eles são experiencias de física do acelerador e servem para testar maneiras de melhorar o desempenho do equipamento.
Em 2022, o grupo concluiu as melhorias técnicas no RHIC. Uma delas é o detector STAR, que se concentra em maximizar a coleta de dados das colisões. Neste ano, os pesquisadores pretendem registrar mais de 10 bilhões desses eventos, indo além dos 8 bilhões coletados em 2023 e 2024.
Outro instrumento é o detector sPHENIX, que irá operar em capacidade máxima pela primeira vez para poder coletar dados de 50 bilhões de colisões de átomos de ouro. A ferramenta permite que os cientistas reconstruam sprays de partículas energéticas chamados de jatos, que revelam como a energia se move através da sopa de quarks.
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Com a chegada da última colisão, os físicos estão analisando os principais desafios que terão de enfrentar na construção do Colisor de Elétrons-Íons (EIC). Eles precisarão desenvolver um método para manter os feixes de íons estáveis e precisamente alinhados para maximizar as taxas de colisão.
O grupo espera que os dados, as experiências e as tecnologias desenvolvidas no RHIC ajudem na construção do EIC. A matéria nuclear fria, substância do núcleo atômico antes das colisões e base da matéria visível, é o objeto de estudo da equipe e irá conectar as pesquisas dos dois colisores.
“Do RHIC ao EIC, os cientistas estão mapeando a transição da matéria nuclear de um estado quente e denso, gerado em colisões ouro-ouro, e estão planejando usar elétrons – os menores projéteis – para sondar a matéria nuclear fria no EIC”, diz Huang em um comunicado.
Juntos, os conhecimentos adquiridos com o RHIC baseiam a jornada dos físicos em busca de compreender a estrutura base do universo.
“Embora nossa jornada de coleta de dados no RHIC termine após esta corrida, a jornada de descoberta do desconhecido continuará, sem dúvida, na próxima década”, conclui Lijuan Ruan, físico do Laboratório Brookhaven.
Esta post foi modificado pela última vez em 28 de março de 2025 11:33