Cercetătorii de la CERN, cu ajutorul celui mai puternic accelerator de particule din lume, au obținut informații cruciale despre condițiile existente imediat după Big Bang, dezvăluind compoziția materiei primordiale care a umplut Universul la începuturile sale. Experimentul ALICE, desfășurat la Large Hadron Collider (LHC), a recreat aceste condiții prin ciocnirea nucleelor atomice de fier la viteze apropiate de cea a luminii, oferind o perspectivă fără precedent asupra plasmei de quarcuri și gluoni.
Recrearea universului timpuriu
În primele fracțiuni de secundă de după Big Bang, Universul a fost o „supă” extrem de fierbinte și densă de particule fundamentale. LHC, cu o lungime de aproximativ 27 km, situat sub Alpi, a permis oamenilor de știință să recreeze această stare. Echipa ALICE a analizat tipare specifice în coliziunile dintre protoni, dintre protoni și nuclee de plumb, dar și dintre nuclee de plumb, pentru a studia această materie primordială. Constatările sugerează că plasma de quarcuri și gluoni ar putea apărea și în coliziții mai mici decât se credea anterior, contrazicând ideea inițială că doar coliziunile foarte mari pot produce această stare exotică.
Un semn distinctiv al formării plasmei este fenomenul de „flux anizotrop”, care arată că particulele rezultate nu sunt emise uniform, ci preferențial într-o anumită direcție. Viteza intermediară a fluxului depinde în mod direct de numărul de quarcuri din particule. Barionii (cu trei quarcuri) prezintă un flux mai puternic decât mezonii (cu două quarcuri). Această diferență este legată de modul în care quarcurile se combină pentru a forma particule mai mari. În noul studiu, cercetătorii au măsurat acest efect pentru particulele rezultate din coliziuni proton-proton și proton-plumb. Ei au confirmat că același tipar apare și în aceste sisteme mai mici.
Modelarea și experimente viitoare
Datele obținute au fost comparate cu diverse modele teoretice. Cele care includ procesul de „coalescență” a quarcurilor au reprodus cu succes observațiile, în timp ce modelele care nu includ acest mecanism nu au reușit să explice rezultatele.
Următorii pași spre înțelegerea Big Bang
Pentru a clarifica eventualele discrepanțe, cercetătorii plănuiesc noi experimente, inclusiv o serie de coliziuni cu oxigen în 2025, care ar putea face legătura între coliziunile mici și cele mari. Aceste experimente ar putea oferi noi indicii despre natura și evoluția plasmei de quarcuri și gluoni. Rezultatele acestui studiu, publicate în revista Nature Communications, aduc oamenii de știință mai aproape de înțelegerea condițiilor din primele momente ale Universului.
Sursa: Descopera
