Enquanto os pra³tons povoam o núcleo de todos os a¡tomos do universo, a s vezes eles podem ser comprimidos em um tamanho menor e escapar do núcleo para uma brincadeira por conta própria. Observar esses pra³tons comprimidos pode oferecer uma visão única daspartículas que constroem nosso universo.

Agora, os pesquisadores que procuram esses pra³tons comprimidos no Thomas Jefferson National Accelerator Facility do Departamento de Energia dos EUA chegaram de ma£os vazias, sugerindo que o fena´meno émais do que se pensava. O resultado foi publicado recentemente na Physical Review Letters .

"Esta¡vamos tentando comprimir o pra³ton de modo que seus quarks fiquem em uma configuração de tamanho pequeno. E isso éuma coisa muito difa­cil de fazer", disse Holly Szumila-Vance, cientista da equipe do Jefferson Lab.

Os pra³tons são feitos de três quarks unidos pela força forte . Em um pra³ton comum, a força forte étão forte que vaza, fazendo com que o pra³ton se fixe em outros pra³tons e naªutrons ao seu redor no núcleo. Isso estãode acordo com a cromodina¢mica qua¢ntica , ou QCD, a teoria que descreve como os quarks e a força forte interagem. No QCD, a força forte também échamada de força colorida.

No entanto, a QCD também prevaª que o pra³ton pode ser comprimido de forma que os quarks se tornem mais unidos - essencialmente se envolvendo com tanta força na força da cor que não vaza mais para fora do pra³ton. Quando isso acontece, o pra³ton não se adere mais a outraspartículas e pode se mover livremente pelo núcleo. Esse fena´meno échamado de "transparaªncia de cor", pois o pra³ton se tornou invisível para a força de cor daspartículas ao seu redor.

"a‰ uma previsão fundamental da cromodina¢mica qua¢ntica, a teoria que descreve essaspartículas", explicou Szumila-Vance.

Um experimento anterior mostrou transparaªncia de cor empartículas mais simples feitas de quarks chamados pa­ons. Onde os pra³tons tem três quarks, os pa­ons tem apenas dois. Além disso, outro experimento conduzido com pra³tons também sugeriu que os pra³tons também podem exibir transparaªncia de cor em energias bem ao alcance da instalação recentemente atualizada no Laborata³rio Jefferson.

“Espera¡vamos encontrar os pra³tons comprimidos como os pa­ons”, disse Dipangkar Dutta, professor da Universidade Estadual do Mississippi e porta-voz do experimento. "Mas nosfomos para energias cada vez mais altas e ainda não as encontramos."

O experimento foi um dos primeiros a ser executado no Continuous Electron Beam Accelerator Facility, um DOE Office of Science User Facility, após sua atualização de 12 GeV. No experimento, os fa­sicos nucleares direcionaram elanãtrons de alta energia do CEBAF para os núcleos dos a¡tomos de carbono. Eles então mediram os elanãtrons que saa­am e todos os pra³tons que saa­am.

"Este foi um experimento empolgante de se fazer parte. Foi o primeiro experimento a ser executado no Experimental Hall C depois que atualizamos o hall para 12 GeV em execução", disse Szumila-Vance. "Estes foram os pra³tons de maior momentum medidos no Jefferson Lab, e os pra³tons de maior momentum já produzidos por espalhamento de elanãtrons."

"Nas energias que estamos sondando, o pra³ton geralmente édizimado e vocêestãoolhando para os fragmentos do pra³ton", explicou Dutta. "Mas, em nosso caso, queremos que o pra³ton continue sendo um pra³ton, e a única maneira de isso acontecer ése os quarks meio que se comprimem, seguram uns aos outros com muito mais força para que possam escapar juntos do núcleo."

Embora os fa­sicos nucleares tenham observado vários milhares de pra³tons no experimento, eles não encontraram os sinais reveladores de transparaªncia de cor nos novos dados.

"Acho que isso nos diz que o pra³ton émais complicado do que espera¡vamos", disse Szumila-Vance. "Esta éuma previsão fundamental da teoria. Sabemos que ela deve existir em alguma alta energia, mas ainda não sabemos onde isso vai acontecer."

Os pesquisadores disseram que o pra³ximo passo éentender melhor o fena´meno empartículas mais simples onde ele já foi observado, de forma que melhores previsaµes possam ser feitas parapartículas mais complexas, como pra³tons.