Evidencias del plasma del Big-Bang en colisiones a baja energía

   MADRID, 18 Sep. (EUROPA PRESS) -

   Colisiones a baja energía en un acelerador de EE.UU. parecen producir pequeñas y efímeras partículas de materia que imitan al Universo hace casi 14.000 millones de años, justo tras el Big Bang.

   Dichas partículas, que emergen incluso de las colisiones de menor energía de pequeños deuterones con grandes núcleos pesados en el experimento PHENIX del Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) -una instalación del Brookhaven National Laboratory-, exhiben un comportamiento que los científicos asocian con la formación de una sopa de quarks y gluones, los bloques de construcción fundamentales de casi toda la materia visible.

   Los científicos construyeron RHIC, en gran parte, para crear este "plasma de quarks-gluones" (QGP) para que pudieran estudiar sus características y aprender cómo la fuerza más fuerte de la naturaleza junta los quarks y los gluones para formar los protones, los neutrones y los átomos que componen el universo visible hoy.

   Pero inicialmente se esperaba ver señales de QGP sólo en colisiones altamente energéticas de dos iones pesados como el oro. Los nuevos hallazgos -correlaciones en la forma en que las partículas emergen de las colisiones que son consistentes con lo que los físicos han observado en las colisiones de iones grandes más enenergéticos- se añaden a un creciente cuerpo de evidencia, en RHIC y el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) de Europa, de que el QGP puede ser creados en sistemas más pequeños también.

   La colaboración PHENIX ha presentado los hallazgos en dos artículos separados a las revistas Physical Review Letters y Physical Review C, y presentará estos resultados en una reunión en Cracovia, Polonia esta semana.

   "Estos son los primeros artículos que salen de las colisiones en 2016 de deuterón-oro, y esto es una indicación de que probablemente estamos creando QGP en sistemas pequeños", dijo en un comunicado Julia Velkovska, portavoz adjunto de PHENIX de la Universidad de Vanderbilt. "Pero hay otras cosas que hemos visto en los sistemas más grandes que todavía tenemos que investigar en estos nuevos datos. Vamos a buscar otra evidencia de QGP en los pequeños sistemas que utilizan diferentes maneras de estudiar las propiedades del sistema que están creando ", dijo.

   Uno de los signos más tempranos de que las colisiones de RHIC de dos iones de oro estaban creando QGP vino en forma de "flujo colectivo" de partículas. Más partículas surgieron del "ecuador" de dos iones colisionantes semi-superpuestos que perpendiculares a la dirección de la colisión. Este patrón de flujo elíptico, creen los científicos, es causado por las interacciones de las partículas con el QGP casi "perfecto" -que significa flujo líquido libre- creado en las colisiones. Desde entonces, las colisiones de partículas más pequeñas con iones pesados han dado como resultado patrones de flujo similares tanto en RHIC como en el LHC, aunque a menor escala.

   También ha habido evidencia de que los patrones de flujo tienen una fuerte relación con la forma geométrica de la partícula proyectil que está chocando con el núcleo más grande.

   "Con estos resultados en la mano, queríamos probar sistemas cada vez más pequeños con diferentes energías", dijo Velkovska. "Si cambia la energía, puede cambiar el tiempo que el sistema permanece en la fase líquida, y tal vez hacerla desaparecer."

   En otras palabras, querían ver si podían desactivar la creación de QGP. "Después de tantos años hemos aprendido que cuando el QGP se crea en las colisiones sabemos reconocerlo, pero eso no significa que entendamos realmente cómo funciona", dijo Velkovska.

   "Estamos tratando de entender cómo el comportamiento de fluido perfecto emerge y evoluciona. Lo que estamos haciendo ahora -bajar en energía, cambiando el tamaño- es un esfuerzo para aprender cómo este comportamiento surge en diferentes condiciones. RHIC es el único colisionador en el mundo que permite una gama tan amplia de estudios sobre diferentes energías de colisión con diferentes especies de partículas que chocan", agregó.