Cel mai puternic accelerator de particule din lume a dezvăluit materia primordială de după după Big Bang

Care erau condițiile imediat de după Big Bang? Cel mai puternic accelerator de particule din lume, Large Hadron Collider (LHC), le-a oferit cercetătorilor o perspectivă fără precedent asupra plasmei de quarcuri și gluoni, materia primordială care umplea Universul imediat după Big Bang.

Care erau condițiile imediat de după Big Bang? În primele fracțiuni de secundă de după nașterea Universului, totul era o „supă” extrem de fierbinte și densă de particule fundamentale. La acceleratorul circular de aproximativ 27 km lungime, aflat sub Alpi, cercetătorii de la CERN au recreat această stare prin ciocnirea nucleelor atomice de fier la viteze apropiate de cea a luminii. Experimentul poartă numele ALICE.

• De ce verile din copilărie păreau nesfârșite?
• Mâncarea din copilărie poate reprograma creierul pe viață, indică un studiu

Echipa ALICE a obținut informații noi despre această materie primordială observând un tipar comun în coliziunile dintre protoni, dintre protoni și nuclee de plumb, dar și dintre nuclee de plumb. Acest tipar sugerează că plasma de quarcuri și gluoni ar putea apărea și în coliziuni mai mici decât se credea anterior. Inițial, oamenii de știință considerau că doar coliziunile foarte mari pot produce această stare exotică, însă indicii recente arată contrariul.

Cercetătorii de la CERN au aflat care erau condițiile imediat de după Big Bang

Un semn distinctiv al formării plasmei este faptul că particulele rezultate nu sunt emise uniform, ci preferențial într-o anumită direcție, fenomen numit „flux anizotrop”. La viteze intermediare, acest flux depinde 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. Având mai multe quarcuri, barionii „preiau” un flux mai intens. În noul studiu, cercetătorii au măsurat acest efect pentru particulele rezultate din coliziuni proton-proton și proton-plumb și au confirmat că același tipar apare și în aceste sisteme mai mici.

„Este pentru prima dată când observăm acest tipar de flux, pe un interval larg de impuls și pentru mai multe tipuri de particule, în coliziuni protonice cu un număr neobișnuit de mare de particule produse. Rezultatele susțin ideea că un sistem de quarcuri aflat în expansiune există chiar și atunci când dimensiunea coliziunii este mică”, a declarat David Dobrigkeit Chinellato.

Comparând datele cu modele teoretice, echipa a constatat că cele care includ procesul de „coalescență” a quarcurilor (formarea particulelor din quarcuri libere) reproduc bine observațiile. Modelele care nu includ acest mecanism nu reușesc să explice rezultatele.

Ce urmează să testeze oamenii de știință?

Totuși, nici măcar cele mai bune modele nu explică complet datele, încă existând discrepanțe. Pentru a le clarifica, cercetătorii mizează pe noi experimente, inclusiv pe o serie de coliziuni cu oxigen care au fost realizate în 2025, care ar putea face legătura dintre coliziunile mici și cele mari.

„Ne așteptăm ca aceste coliziuni să ofere indicii noi despre natura și evoluția plasmei de quarcuri și gluoni”, a spus Kai Schweda, citat de Space.com.

Studiul îi apropie astfel pe oamenii de știință de înțelegerea condițiilor din primele momente ale Universului.

Rezultatele au fost publicate în revista Nature Communications.

Vă recomandăm să citiți și:

Un crater masiv ar putea ascunde, de fapt, inima unei planete pierdute

Ce se află în interiorul găurilor negre? Iată noua ipoteză propusă de cercetători!

Ce s-a întâmplat pe Marte: „Nu a trecut pur și simplu de la o stare umedă la una uscată”

O coliziune cosmică catastrofală a dezvăluit ceva nemaivăzut până acum