Foto del detector ALICE en el CERN. Foto cortesía del CERN.
Cerrar casi nada junta a los científicos cada vez más cerca de comprender los extraños estados de la materia presentes solo milisegundos después de la creación del Universo en el Big Bang. Esto es según los físicos del CERN y el Brookhaven National Laboratory, presentando sus últimos hallazgos en la conferencia Quark Matter 2012 en Washington, DC.
Al juntar iones de plomo en el experimento de iones pesados ALICE menos conocido del CERN, los físicos dijeron el lunes que crearon las temperaturas más calientes hechas por el hombre. En un instante, los científicos del CERN recrearon un plasma de quark-gluón, a temperaturas un 38 por ciento más altas que un plasma récord anterior de 4 billones de grados. Este plasma es una sopa subatómica y se cree que el estado de la materia muy singular existió en los primeros momentos después del Big Bang. Experimentos anteriores han demostrado que estas variedades particulares de plasmas se comportan como líquidos perfectos y sin fricción. Este hallazgo significa que los físicos están estudiando la materia más densa y caliente jamás creada en un laboratorio; 100.000 veces más caliente que el interior de nuestro Sol y más denso que una estrella de neutrones.
Los científicos del CERN acaban de anunciar en julio el descubrimiento del escurridizo bosón de Higgs.
“El campo de la física de iones pesados es crucial para investigar las propiedades de la materia en el universo primordial, una de las preguntas clave de la física fundamental que el LHC y sus experimentos están diseñados para abordar. Ilustra cómo, además de la investigación del bosón de Higgs recientemente descubierto, los físicos del LHC están estudiando muchos otros fenómenos importantes tanto en colisiones de protones como de plomo-plomo ", dijo el Director General del CERN, Rolf Heuer.
Según un comunicado de prensa, los hallazgos ayudan a los científicos a comprender la "evolución de la materia de alta densidad e interacción intensa tanto en el espacio como en el tiempo".
Mientras tanto, los científicos del colisionador de iones pesados relativistas de Brookhaven (RHIC) dicen que han observado por primera vez un posible límite que separa la materia ordinaria, compuesta de protones y neutrones, del plasma primordial caliente de quarks y gluones en el Universo temprano. Así como el agua existe en diferentes fases, sólida, líquida o vapor, dependiendo de la temperatura y la presión, los físicos de RHIC están desentrañando el límite donde la materia ordinaria comienza a formarse a partir del plasma de quarks gluones al romper los iones de oro. Los científicos aún no están seguros de dónde dibujar las líneas fronterizas, pero RHIC está proporcionando las primeras pistas.
Los núcleos de los átomos ordinarios de hoy y el plasma primordial de quark-gluón, o QGP, representan dos fases diferentes de la materia e interactúan en las fuerzas más básicas de la naturaleza. Estas interacciones se describen en una teoría conocida como cromodinámica cuántica, o QCD. Los resultados de STAR y PHENIX de RHIC muestran que las propiedades líquidas perfectas del plasma de quark gluon dominan a energías superiores a 39 mil millones de electronvoltios (GeV). A medida que la energía se disipa, comienzan a aparecer interacciones entre los quarks y los protones y neutrones de la materia ordinaria. La medición de estas energías les da a los científicos señales que apuntan al enfoque de un límite entre la materia ordinaria y el QGP.
"El punto final crítico, si existe, ocurre a un valor único de temperatura y densidad más allá del cual QGP y la materia ordinaria pueden coexistir", dijo Steven Vigdor, Director de Laboratorio Asociado de Brookhaven para Física Nuclear y de Partículas, quien lidera el programa de investigación RHIC. . "Es análogo a un punto crítico más allá del cual el agua líquida y el vapor de agua pueden coexistir en equilibrio térmico", dijo.
Si bien el acelerador de partículas de Brookhaven no puede igualar las condiciones de temperatura récord del CERN, los científicos del laboratorio del Departamento de Energía de EE. UU. Dicen que la máquina mapea el "punto óptimo" en esta transición de fase.
Leyenda de la imagen: El diagrama de la fase nuclear: RHIC se encuentra en el "punto dulce" de la energía para explorar la transición entre la materia ordinaria hecha de hadrones y la materia primitiva del universo conocida como plasma quark-gluón. Cortesía del Laboratorio Nacional Brookhaven del Departamento de Energía de EE. UU.
John Williams es escritor científico y propietario de TerraZoom, una tienda de desarrollo web con sede en Colorado especializada en mapeo web y zoom de imágenes en línea. También escribe el galardonado blog StarryCritters, un sitio interactivo dedicado a mirar imágenes de los Grandes Observatorios de la NASA y otras fuentes de una manera diferente. Antiguo editor colaborador de Final Frontier, su trabajo ha aparecido en el Blog de la Sociedad Planetaria, Air & Space Smithsonian, Astronomy, Earth, MX Developer’s Journal, The Kansas City Star y muchos otros periódicos y revistas.
