Fuente: Ciencia Kanija
Artículo publicado por Kathryn Jepsen el 15 de agosto de 2012 en Symmetry Breaking
Un detallado examen de las moléculas de H2O
a temperatura ambiente te dirá mucho sobre la estructura del agua. Pero
tienes que cambiar las condiciones para lograr una mejor perspectiva de
cómo se convierte en vapor o hielo.
En el último año, los científicos de dos
grandes aceleradores de partículas han estado realizando este tipo de
ajustes, estudiando la materia en un amplio rango de energías. Salvo que
ellos no cambian la temperatura del agua; están trabajando con un
estado de la materia 100 000 veces más caliente que el interior del Sol –
el plasma de quarks-gluones (QGP).
Plasma de quarks-gluones
“Estamos entrando rápidamente en una era de investigación detallada”, dice el físico teórico del CERN Urs Wiedemann. “Por el momento, la naturaleza nos ha dado las herramientas adecuadas para estudiar las propiedades del QGP”.
El plasma de quarks-gluones es un estado
de la materia en el que los quarks, que normalmente aparecen en parejas
o tríos, flotan libremente en una sopa caliente cósmica. Los teóricos
creen que el universo estaba en este estado unos microsegundos tras el
Big Bang, justo antes de enfriarse y pasar al estado normal de materia
que vemos actualmente.
Comprender las propiedades del QGP no explica por completo cómo se formó el universo de la forma en que lo hizo, dice Wiedemann.
“Es como preguntarse cómo afectó la
alimentación de un niño a la edad de 10 años a su altura a los 18”,
comenta. “Está claro que su nutrición afectó a la altura, pero es solo
uno entre mucho factores”.
Aun así, dice, merece la pena
estudiarlo. De las múltiples transiciones de fase que los teóricos creen
que sufrió el universo tras el Big Bang, solo la de QGP a materia
normal está actualmente accesible a los experimentos creados por la
humanidad.
El Colisionador de Iones Pesados
Relativistas, o RHIC, en el Laboratorio Nacional Brookhaven y el Gran
Colisionador de Hadrones, o LHC, en el CERN se complementan bien en el
estudio del plasma de quarks-gluones. El RHIC puede crear el QGP en
colisiones en un amplio rango de energías, aunque dura apenas unos
momentos antes de enfriarse y volver a seer materia común. El LHC puede
crear plasma de quarks-gluones a altas energías, que duran más antes de
volver a estado normal.
Los experimentos STAR y PHENIX en el
RHIC y ALICE, CMS y ATLAS en el LHC presentaron resultados preliminares
de sus últimos estudios del QGP esta semana en la conferencia Quark Matter en Washington D.C.
El LHC ha pasado un mes cada uno de los
dos últimos años colisionando iones pesados de plomo para estudiar el
QGP a alta energía. Este año el RHIC diversificó, colisionando iones de
uranio entre sí, e iones de oro con otros de cobre, entre otras
combinaciones. Hicieron esto a energías que van desde los 7,7 a los 200
GeV.
“Lo realmente genial y nuevo es que
tenemos una gran cantidad de pulsadores que ahora sabemos cómo
controlar”, dice la portavoz de PHENIX Barbara Jacak. “Esto es lo que me
apasiona de este campo ahora mismo”.
Además, los científicos del RHIC
presentaron nuevos datos procedentes de experimentos de control en los
que no se creó plasma de quarks-gluones.
Los experimentos del RHIC han empezado a
estudiar un posible límite entre la materia normal y el QGP, que podría
tener lugar por debajo de los 39 GeV.
Ellos y los experimentos en el LHC también han realizado avances significativos en el estudio de los quarks encantados (charm),
las partículas pesadas afectadas por el QGP. Del mismo modo que
observar la fusión de un cubito de hielo pueden decirte algo sobre la
temperatura del aire a su alrededor, observar la separación de un quark
encantado y su antipartícula puede decirte algo sobre las
características del QGP a su alrededor.
“Hemos recorrido un largo camino para
comprender cómo funciona todo esto”, dice el físico de ALICE Peter
Jacobs del Laboratorio Nacional Lawrence de Berkeley.
El experimento ALICE se benefició este
año de tener acabada una pieza significativa de su detector, el
calorímetro electromagnético, que permitió a los científicos de ALICE
hacer un estudio mucho más detallado de los chorros de partículas que
son eliminados al intentar moverse a través del plasma de
quarks-gluones.
Los resultados de la conferencia de este
año puede que solo sean preliminares, pero los científicos se ven
animados por el progreso que han realizado en múltiples frentes en su
camino hacia la comprensión del nacimiento del universo.
Autor: Kathryn Jepsen
Fecha Original: 15 de agosto de 2012
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