Cel mai mare accelerator de particule dezvăluie dovezi ale materiei Big Bang chiar și în coliziuni surprinzător de mici

Oamenii de știință de la Large Hadron Collider de la CERN au descoperit noi dovezi convingătoare că, de fapt, coliziunile atomice relativ mici pot recrea starea extraordinară a materiei care a umplut Universul la câteva momente după Big Bang.

Descoperirile vin la un an după primele coliziuni de oxigen la Large Hadron Collider (LHC). Toate cele patru colaborări majore de cercetare, ALICE, ATLAS, CMS și LHCb, au raportat acum semne că această formă primordială de materie poate apărea atunci când nucleele de oxigen și neon se ciocnesc.

Rezultatele contestă o presupunere de lungă durată despre forțele enorme necesare pentru a crea o substanță atât de extremă. De asemenea, oferă oamenilor de știință o nouă modalitate de a investiga condițiile care au predominat în primele momente ale Universului.

Plasma Quark-gluon (QGP) este o stare neobișnuită a materiei care apare sub presiune și căldură extraordinară. La temperaturi care le depășesc de 100.000 de ori pe cele din centrul Soarelui, particule precum protonii și neutronii nu își mai pot menține structura normală. În schimb, se despart în quarci și gluoni care îi leagă în mod obișnuit.

Fizicienii cred că aceasta a fost starea materiei în întregul univers în primele milioane de secunde după Big Bang. Aproape 14 miliarde de ani mai târziu, cercetătorii pot recrea aceste condiții extraordinare prin spargerea nucleelor atomice împreună la energii extrem de mari în interiorul LHC.

Rezultatele contestă o teorie de lungă durată

Timp de decenii, oamenii de știință au crezut că generarea acestei plasme necesită coliziuni care implică nuclee atomice foarte grele, în special plumb. Nucleele de plumb sunt de peste 200 de ori mai grele decât protonii utilizați în experimentele LHC, ceea ce le face capabile să producă condițiile intense considerate necesare pentru formarea QGP.

Cu toate acestea, descoperirile recente au pus din ce în ce mai mult sub semnul întrebării această presupunere, scrie ScienceDaily.

Acum, investigații mai detaliate au dezvăluit mai multe semne că QGP se poate forma în coliziuni care implică atât nuclee de oxigen, cât și nuclee de neon, oferind dovezi mai puternice că condițiile necesare pentru a crea această materie primordială nu se limitează la coliziuni atomice grele.

Colaborările ALICE, CMS și LHCb au căutat același proces de bază folosind o abordare diferită. În loc să se concentreze în primul rând pe energia jeturilor de particule, ei au examinat modul în care plasma pare să reducă producția anumitor particule energetice.

Una dintre cele mai extreme stări ale materiei

CMS a descoperit că producția de particule încărcate a fost suprimată atât în coliziunile oxigen-oxigen, cât și în cele neon-neon, comparativ cu coliziunile proton-proton. Această reducere este în concordanță cu particulele care pierd energie în plasma quark-gluon și oferă dovezi suplimentare că materialul exotic se poate forma în coliziuni care implică nuclee mai ușoare.

Cu toate acestea, producția redusă de particule nu dovedește neapărat că pierderea de energie este responsabilă. Alte procese fizice ar putea produce efecte similare.

Descoperirile remodelează înțelegerea condițiilor necesare pentru a produce una dintre cele mai extreme stări ale materiei cunoscute de fizică. Ceea ce părea să necesite coliziuni între nuclee masive poate fi acum investigat prin sisteme mult mai mici, oferind cercetătorilor noi oportunități de a explora comportamentul materiei în condiții extraordinare.

Vă mai recomandăm să citiți și:

Astronomii au descoperit cele mai mari explozii de la Big Bang încoace

Ciocnirea stelelor neutronice creează un Big Bang în miniatură

Big Bang – cum ştim că aşa a început totul?

Epoca Întunecată a Universului, perioada de după Big Bang care încă nu a fost înțeleasă