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Investigadores de la Universidad de Kansas, trabajando junto con un equipo internacional en el Gran Colisionador de Hadrones, han producido un plasma quark-gluón -un estado de la materia que se pensaba existió en el nacimiento del Universo- con muy pocas partículas, cuando pensaban que se requerían más. El material se descubrió haciendo chocar protones con núcleos de plomo a alta energía dentro del solenoide del detector compacto de muones. Los físicos han bautizado el plasma resultante como “el líquido más pequeño”.

“Antes de que se diesen los resultados experimentales que reportamos, se pensaba que el medio creado por un protón en una colisión con plomo sería demasiado pequeña para crear un plasma quark-gluón”, dijo Quan Wang, un investigador posdoctoral trabajando con un equipo en el CERN. Wang desarrolló el análisis clave que aparece en un artículo publicado recientemente en APS Physics.

“Estas colisiones habían sido estudiadas como una referencia para las colisiones de dos núcleos de plomo para así explorar los aspectos del plasma no-quark-gluón de la colisión”, dice Wang. “El análisis presentado en este artículo indica que, contrario a las expectativas, el plasma quark-gluón puede ser creado en un protón asimétrico en las colisiones con plomo”. Este descubrimiento inesperado muestra una nueva luz en el desarrollo de la teoría de la física de las altas energías.

“Este es el primer artículo que muestra claramente múltiples partículas que están correlacionadas unas con las otros en unas colisiones con los protones de plomo, similares a las que se observan en colisiones de plomo-plomo, donde se produce el plasma quark-gluón”, dice Yen-Ji Lee, profesor asistente de física en el MIT y parte del grupo de física de los iones pesados en el colisionador. “Esto es probablemente la evidencia de que la gota más pequeña del plasma quark-gluón se produce en las colisiones protón-plomo”. El plasma se describe como un estado de la materia muy caliente y denso de quarks y gluones que no contienen nucleones individuales.

“Se cree que corresponde al estado del Universo muy poco tiempo después del Big Bang”, dice Wang. “La interacción entre partones -quarks y gluones- dentro del plasma quark-gluón es fuerte, lo que lo distingue de un estado gaseoso donde se esperan muy pocas interacciones entre las partículas constituyentes”, dice Wang y agrega: “Y aunque creemos que el estado del Universo un microsegundo después del Big Bang consistió en un plasma quark-gluón, hay muchas cosas que no entendemos de este plasma”.

Wang continúa su investigación en el Colisionador de CERN, desarrollando análisis y trabajando en la operación del Calorímetro de Grado Cero.

Referencias:

Phys.org 

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