En las profundidades del Gran Colisionador de Hadrones, núcleos de plomo se aceleran hasta casi la velocidad de la luz y chocan. En esos momentos nacen muchas partículas, entre ellas kaones —partículas que contienen un quark extraño— y deuterones —núcleos de hidrógeno pesado. Físicos de la colaboración ALICE decidieron averiguar cómo interactúan estas partículas entre sí, utilizando un método parecido a escuchar conversaciones en una fiesta ruidosa.
Cuando dos partículas salen del punto de colisión muy juntas, su atracción o repulsión mutua altera ligeramente la probabilidad de que aparezcan cerca. Midiendo con qué frecuencia un kaón y un deuterón aparecen juntos, se puede calcular la fuerza de su interacción. Esto se llama femtoscopía, un método que permite mirar un mundo de tamaño femtométrico (millonésimas de nanómetro). Por primera vez, estas mediciones se han podido realizar para pares K⁻d y K⁺d en colisiones de núcleos de plomo a una energía de 5,02 teraelectronvoltios por par de nucleones.
Los resultados fueron inesperados. Para K⁻d, la longitud de dispersión (una medida de la fuerza de interacción) resultó negativa y con una parte imaginaria notable, lo que indica absorción del kaón por el deuterón. Para K⁺d, el valor también es negativo, pero menor en magnitud. Estos números son los primeros puntos de referencia experimentales para las teorías que describen la interacción fuerte a bajas energías. Antes, los físicos solo se basaban en cálculos, y ahora tienen un punto de partida.
Las longitudes de dispersión obtenidas ayudarán a refinar los modelos de la interacción fuerte, especialmente en el dominio de los quarks extraños. Esto es importante para entender cómo se comporta la materia nuclear en condiciones extremas, como en las estrellas de neutrones, donde los kaones pueden desempeñar un papel.
El deuterón es el único núcleo estable formado por dos nucleones, pero su unión es tan débil que el núcleo puede romperse con un cuanto gamma de solo 2,2 MeV.