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, cu ajutorul Large Hadron Collider (LHC), au reușit să ofere o perspectivă fără precedent asupra plasmei de quarcuri și gluoni, materia care a umplut Universul în primele fracțiuni de secundă de la nașterea acestuia.
Condițiile extreme din primele momente ale Universului au fost recreate la LHC, un accelerator circular de 27 de kilometri lungime situat sub Alpi. Echipa de cercetare ALICE a ciocnit nuclee atomice de fier la viteze apropiate de cea a luminii, simulând astfel „supa” extrem de fierbinte și densă care a dominat Universul imediat după Big Bang.
O nouă perspectivă asupra materiei primordiale
Experimentul ALICE a dezvăluit un tipar comun în coliziunile dintre protoni, dintre protoni și nuclee de plumb, dar și dintre nuclee de plumb. Acest tipar sugerează că plasma de quarcuri și gluoni ar putea apărea și în coliziții mai mici decât se credea anterior. Inițial, oamenii de știință considerau că doar coliziunile foarte mari puteau produce această stare exotică, însă noile date arată contrariul. Un semn distinctiv al formării plasmei este emisia preferențială a particulelor într-o anumită direcție, fenomen numit „flux anizotrop”.
Studiul a arătat că, în coliziunile proton-proton și proton-plumb, acest tipar de flux este prezent, susținând ideea că un sistem de quarcuri aflat în expansiune există chiar și atunci când dimensiunea coliziunii este mică.
Modele teoretice și viitoare cercetări
Comparând datele experimentale cu modele teoretice, cercetătorii au constatat că modelele care includ procesul de „coalescență” a quarcurilor reproduc cel mai bine observațiile. Modelele care nu includ acest mecanism nu reușesc să explice rezultatele. Cu toate acestea, nici cele mai bune modele nu explică complet datele, existând în continuare discrepanțe. Pentru a le clarifica, cercetătorii plănuiesc noi experimente, inclusiv coliziuni cu oxigen, care ar putea oferi indicii suplimentare despre natura și evoluția plasmei de quarcuri și gluoni.
David Dobrigkeit Chinellato a declarat că rezultatele susțin ideea că un sistem de quarcuri aflat în expansiune există chiar și atunci când dimensiunea coliziunii este mică. Kai Schweda a adăugat că noile experimente, programate pentru 2025, ar putea face legătura dintre colizițiile mici și cele mari.
Implicații pentru înțelegerea Universului timpuriu
Studiul publicat în Nature Communications apropie oamenii de știință de înțelegerea condițiilor din primele momente ale Universului. Cercetările viitoare, inclusiv cele planificate pentru 2025 cu coliziuni de oxigen, promit să ofere informații suplimentare despre natura și evoluția plasmei de quarcuri și gluoni.
