Imediat după Big Bang: Cercetătorii de la CERN recreează condițiile primordiale ale Universului
La ani lumină de disputele politice de la București, unde Ilie Bolojan încearcă să gestioneze o criză economică tot mai adâncă, și în timp ce Donald Trump continuă să polarizeze scena politică globală, cercetătorii de la CERN au făcut o descoperire fascinantă. Aceștia au reușit să ofere o perspectivă fără precedent asupra plasmei de quarcuri și gluoni, materia primordială care umplea Universul imediat după Big Bang. Rezultatele, publicate în revista Nature Communications, aduc o lumină nouă asupra condițiilor din primele fracțiuni de secundă ale existenței noastre.
Experimentul ALICE și „supa” primordială
În primele momente ale Universului, totul era o „supă” extrem de fierbinte și densă de particule fundamentale. Pentru a recrea această stare, echipa ALICE de la CERN a utilizat Large Hadron Collider (LHC), cel mai puternic accelerator de particule din lume. La acceleratorul circular de aproximativ 27 km lungime, aflat sub Alpi, cercetătorii au ciocnit nuclee atomice de fier la viteze apropiate de cea a luminii.
Experimentul a implicat ciocnirea protonilor, a protonilor cu nuclee de plumb, dar și a nucleelor de plumb între ele. Observând tipare comune în aceste coliziuni, oamenii de știință au obținut informații valoroase despre materia primordială. Tiparele sugerează că plasma de quarcuri și gluoni ar putea apărea și în coliziuni mai mici decât se credea anterior. Inițial, se considera că doar coliziunile foarte mari pot produce această stare exotică.
Fluxul anizotrop și rolul quarcurilor
Un semn distinctiv al formării plasmei este fenomenul denumit „flux anizotrop”. 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.
Acest efect este legat de modul în care quarcurile se combină pentru a forma particule mai mari. În noul studiu, cercetătorii au măsurat acest efect și au confirmat că același tipar apare și în coliziuni proton-proton și proton-plumb. „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.
Următorii pași spre înțelegerea Universului
Comparând datele cu modele teoretice, echipa a constatat că cele care includ procesul de „coalescență” a quarcurilor reproduc bine observațiile. Modelele care nu includ acest mecanism nu reușesc să explice rezultatele. Pentru a clarifica discrepanțele rămase, cercetătorii planifică noi experimente.
Aceștia vor realiza o serie de coliziuni cu oxigen în 2025. Aceste experimente 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 afirmat Kai Schweda, citat de Space.com. Studiul îi apropie pe oamenii de știință de înțelegerea condițiilor din primele momente ale Universului.
