Un studiu recent publicat în revista Nature Communications aruncă o lumină nouă asupra condițiilor existente imediat după Big Bang, momentul primordial al Universului. Cercetătorii de la CERN au utilizat Large Hadron Collider (LHC), cel mai puternic accelerator de particule din lume, pentru a recrea materia primordială, o „supă” extrem de fierbinte și densă de particule fundamentale, cunoscută sub numele de plasmă de quarcuri și gluoni. Experimentul ALICE a oferit o perspectivă fără precedent asupra acestei materii exotice.
Recrearea Universului primordial în laborator
În cadrul experimentului ALICE, cercetătorii au ciocnit nuclee atomice de fier la viteze apropiate de cea a luminii. Scopul a fost de a reproduce condițiile din primele fracțiuni de secundă de după Big Bang. Studiul a dezvăluit un tipar de emisii de particule, numit „flux anizotrop”, care sugerează formarea plasmei de quarcuri și gluoni chiar și în coliziuni mai mici decât se credea anterior. Inițial, oamenii de știință considerau că doar coliziunile foarte mari puteau produce această stare exotică.
Un semn distinctiv al formării plasmei este faptul că particulele rezultate nu sunt emise uniform, ci preferențial într-o anumită direcție. 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.
Descoperiri cheie și implicații
Echipa ALICE a 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 a declarat că: „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”.
Comparând datele cu modele teoretice, cercetătorii au 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.
Următoarele etape ale cercetării
Pentru a clarifica discrepanțele existente, cercetătorii plănuiesc noi experimente. Vor include o serie de coliziuni cu oxigen realizate în 2025. Aceste experimente ar putea face legătura dintre coliziunile mici și cele mari. Kai Schweda, citat de Space.com, a menționat că: „Ne așteptăm ca aceste coliziuni să ofere indicii noi despre natura și evoluția plasmei de quarcuri și gluoni”. Studiul reprezintă un pas important în apropierea înțelegerii condițiilor din primele momente ale Universului.
