Cercetătorii de la CERN, Elveția, au obținut o perspectivă unică asupra condițiilor din primele momente ale Universului, recreând în laborator materia primordială, plasma de quarcuri și gluoni, cu ajutorul Large Hadron Collider (LHC). Experimentul, numit ALICE, a analizat coliziunile de particule pentru a înțelege mai bine universul timpuriu, oferind date noi despre modul în care s-a dezvoltat materia după Big Bang.
O „supă” primordială recreată în laborator
În primele fracțiuni de secundă de după Big Bang, Universul era o „supă” extrem de fierbinte și densă de particule fundamentale. LHC, cel mai puternic accelerator de particule din lume, a fost utilizat pentru a recrea această stare prin ciocnirea nucleelor atomice de fier la viteze apropiate de cea a luminii. Echipa ALICE a analizat rezultatele acestor coliziuni, concentrându-se pe tiparele de comportament al particulelor rezultate.
Experimentele au vizat coliziuni între protoni, între protoni și nuclee de plumb, dar și între nuclee de plumb. Un rezultat important este observarea apariției plasmei de quarcuri și gluoni 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 datele recente sugerează contrariul.
Semnale specifice și descoperiri cheie
Un semn distinctiv al formării plasmei este fenomenul numit „flux anizotrop”, adică particulele rezultate nu sunt emise uniform, ci preferențial într-o anumită direcție. Cercetările au arătat că 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.
Cercetătorii au măsurat acest efect pentru particulele rezultate din coliziuni proton-proton și proton-plumb. Rezultatele au confirmat că același tipar apare și în aceste sisteme mai mici. David Dobrigkeit Chinellato, unul dintre cercetători, a declarat că este pentru prima dată când observă acest tipar pentru un interval larg de impuls și pentru mai multe tipuri de particule, în coliziuni protonice cu un număr neobișnuit de mare de particule produse.
Următorii pași și perspective
Pentru a aprofunda înțelegerea condițiilor de după Big Bang, cercetătorii continuă să compare datele cu modele teoretice. Modelele care includ procesul de „coalescență” a quarcurilor (formarea particulelor din quarcuri libere) reproduc mai bine observațiile. Cu toate acestea, există încă discrepanțe între date și modele.
Pentru a clarifica aceste discrepanțe, cercetătorii plănuiesc noi experimente, inclusiv coliziuni cu oxigen, care au avut loc în 2025. Kai Schweda, citat de Space.com, a afirmat că aceste coliziuni ar putea oferi indicii noi despre natura și evoluția plasmei de quarcuri și gluoni. Rezultatele cercetărilor au fost publicate în revista Nature Communications.
