Cercetătorii de la CERN, cu ajutorul celui mai puternic accelerator de particule din lume, Large Hadron Collider (LHC), au făcut lumină asupra condițiilor existente imediat după Big Bang, recreând „supa” primordială de materie care a umplut Universul la naștere. Experimentul, realizat prin coliziunea nucleelor atomice de fier, a oferit o perspectivă fără precedent asupra plasmei de quarcuri și gluoni, componenta de bază a Universului timpuriu.
Recrearea Universului în miniatură
În cadrul experimentului ALICE, cercetătorii au ciocnit nuclee de fier la viteze apropiate de cea a luminii, simulând condițiile extrem de fierbinți și dense din primele fracțiuni de secundă de după Big Bang. Obiectivul a fost să studieze plasma de quarcuri și gluoni, o stare exotică a materiei în care quarcurile și gluonii, particulele fundamentale, nu sunt limitați în interiorul protonilor și neutronilor.
Echipa de cercetare a observat un tipar specific în coliziunile dintre protoni, protoni și nuclee de plumb, dar și între nucleele de plumb. Acest tipar sugerează că plasma de quarcuri și gluoni ar putea apărea în coliziuni mai mici decât se credea anterior. Inițial, oamenii de știință considerau că doar coliziunile foarte mari pot genera această stare exotică, însă datele recente indică contrariul.
Descoperirea fluxului anizotrop
Un semn distinctiv al formării plasmei de quarcuri și gluoni este fluxul 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.
Acest fenomen este legat de modul în care quarcurile se combină pentru a forma particule mai mari. În noul studiu, oamenii de știință au măsurat acest efect pentru particulele rezultate din coliziuni proton-proton și proton-plumb, confirmând 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”, a declarat David Dobrigkeit Chinellato. Rezultatele susțin ideea existenței unui sistem de quarcuri aflat în expansiune chiar și în cazul unor coliziuni de dimensiuni reduse.
Următoarele etape ale cercetării
Pentru a clarifica discrepanțele existente, cercetătorii plănuiesc noi experimente, inclusiv o serie de coliziuni cu oxigen realizate în 2025, în încercarea de a 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 subliniat Kai Schweda.
Studiul, ale cărui rezultate au fost publicate în revista Nature Communications, a contribuit la aprofundarea înțelegerii condițiilor din primele momente ale Universului.
