Últimamente se anuncian algunos resultados extraños en el mundo de la física. Un fluido con una masa efectiva negativa y el descubrimiento de cinco nuevas partículas están desafiando nuestra comprensión del universo.
Los nuevos resultados de ALICE (Un gran experimento de colisionador de iones) se están sumando a la extrañeza.
ALICE es un detector en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC). Es uno de los siete detectores, y el papel de ALICE es "estudiar la física de la materia que interactúa fuertemente en densidades de energía extremas, donde se forma una fase de la materia llamada plasma quark-gluón", según el sitio web del CERN. El plasma de Quark-gluón es un estado de la materia que existió solo unas pocas millonésimas de segundo después del Big Bang.
En lo que podríamos llamar materia normal, es decir, los átomos familiares de los que todos aprendemos en la escuela secundaria, los protones y los neutrones están formados por quarks. Esos quarks se mantienen unidos por otras partículas llamadas gluones. ("Pegamentos", ¿entiendes?) En un estado conocido como confinamiento, estos quarks y gluones están unidos permanentemente. De hecho, los quarks nunca se han observado de forma aislada.
El LHC se usa para chocar partículas a velocidades extremadamente altas, creando temperaturas que pueden ser 100,000 veces más calientes que el centro de nuestro Sol. En los nuevos resultados recién publicados por el CERN, los iones de plomo chocaron, y las condiciones extremas resultantes se acercan a replicar el estado del Universo esas pocas millonésimas de segundo después del Big Bang.
En esas temperaturas extremas, se rompió el estado de confinamiento, se liberaron los quarks y los gluones, y se formó el plasma quark-gluon.
Hasta ahora, esto se entiende bastante bien. Pero en estos nuevos resultados, sucedió algo adicional. Hubo una mayor producción de lo que se llama "hadrones extraños". Los hadrones extraños en sí mismos son partículas bien conocidas. Tienen nombres como Kaon, Lambda, Xi y Omega. Se llaman hadrones extraños porque cada uno tiene un "quark extraño".
Si todo esto parece un poco turbio, aquí está el comensal: los hadrones extraños pueden ser partículas bien conocidas, porque se han observado en colisiones entre núcleos pesados. Pero no se han observado en colisiones entre protones.
"Ser capaz de aislar los fenómenos similares al plasma de quarks-gluones en un sistema más pequeño y simple ... abre una dimensión completamente nueva para el estudio de las propiedades del estado fundamental del que surgió nuestro universo". - Federico Antinori, portavoz de la colaboración ALICE.
"Estamos muy entusiasmados con este descubrimiento", dijo Federico Antinori, portavoz de la colaboración de ALICE. “Nuevamente estamos aprendiendo mucho sobre este estado primordial de la materia. Ser capaz de aislar los fenómenos similares al plasma de quarks-gluones en un sistema más pequeño y simple, como la colisión entre dos protones, abre una dimensión completamente nueva para el estudio de las propiedades del estado fundamental del que emergió nuestro universo. "
La creación de plasma quark-gluon en el CERN ofrece a los físicos la oportunidad de estudiar la interacción fuerte. La interacción fuerte también se conoce como la fuerza fuerte, una de las cuatro fuerzas fundamentales en el Universo, y la que une a los quarks en protones y neutrones. También es una oportunidad para estudiar algo más: el aumento de la producción de hadrones extraños.
En una deliciosa frase, el CERN llama a este fenómeno "producción de extrañeza mejorada". (Alguien en el CERN tiene talento para el lenguaje).
La producción de extrañeza mejorada a partir de plasma de quark-gluón se predijo en la década de 1980 y se observó en la década de 1990 en el Sincrotrón Super Protón del CERN. El experimento ALICE en el LHC está dando a los físicos su mejor oportunidad para estudiar cómo las colisiones protón-protón pueden haber mejorado la producción de extrañeza de la misma manera que las colisiones de iones pesados.
Según el comunicado de prensa que anuncia estos resultados, "Estudiar estos procesos con mayor precisión será clave para comprender mejor los mecanismos microscópicos del plasma quark-gluon y el comportamiento colectivo de las partículas en sistemas pequeños".
No podría haberlo dicho mejor.
