Oamenii de știință au aflat mai multe despre condițiile imediat de după Big Bang, mulțumită rezultatelor obținute la cel mai puternic accelerator de particule din lume, Large Hadron Collider (LHC) de la CERN. Cercetările au oferit o perspectivă fără precedent asupra plasmei de quarcuri și gluoni, materia primordială care umplea Universul în primele fracțiuni de secundă după explozia inițială.
Recrearea Universului primordial sub Alpi
În primele momente ale Universului, totul era o „supă” extrem de fierbinte și densă de particule fundamentale. La acceleratorul circular de aproximativ 27 km lungime, aflat sub Alpi, cercetătorii de la CERN, cu ajutorul experimentului ALICE, au recreat această stare prin ciocnirea nucleelor atomice la viteze apropiate de cea a luminii. Experimentul a fost realizat prin ciocnirea nucleelor atomice de fier. Rezultatele au fost publicate în revista Nature Communications.
Echipa ALICE a obținut informații noi despre această materie primordială observând 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 pot produce această stare exotică, însă indicii recente arată contrariul.
Descifrarea „fluxului anizotrop” și a comportamentului particulelor
Un semn distinctiv al formării plasmei este faptul că particulele rezultate nu sunt emise uniform, ci preferențial într-o anumită direcție, fenomen numit „flux anizotrop”. 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).
Această diferență este legată de modul în care quarcurile se combină pentru a forma particule mai mari. Având mai multe quarcuri, barionii „preiau” un flux mai intens. În noul studiu, cercetătorii au măsurat acest efect pentru particulele rezultate din coliziuni proton-proton și proton-plumb și au confirmat că același tipar apare și în aceste sisteme mai mici. 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.
Comparând datele cu modele teoretice, echipa a constatat că cele care includ procesul de „coalescență” a quarcurilor (formarea particulelor din quarcuri libere) reproduc bine observațiile. Modelele care nu includ acest mecanism nu reușesc să explice rezultatele.
Următoarele etape ale cercetării
Totuși, nici măcar cele mai bune modele nu explică complet datele, încă existând discrepanțe. Pentru a le clarifica, cercetătorii mizează pe noi experimente, inclusiv pe o serie de coliziuni cu oxigen care au fost realizate în 2025, care ar putea face legătura dintre coliziunile mici și cele mari. Kai Schweda a afirmat că se așteaptă ca aceste coliziuni să ofere indicii noi despre natura și evoluția plasmei de quarcuri și gluoni. Rezultatele studiului îi apropie pe oamenii de știință de înțelegerea condițiilor din primele momente ale Universului.
