El 'little bang' ayuda a los físicos a estudiar el universo infantil

Nuestro universo comenzó con un estallido que voló todo a la existencia. Pero lo que sucedió después es un misterio. Los científicos creen que antes de que se formaran los átomos, o incluso los protones y neutrones de los que están hechos, probablemente había una mezcla espesa y caliente de dos partículas elementales llamadas quarks y gluones que se movían por el espacio como el plasma. para observar los primeros momentos del universo, una coalición de investigadores está tratando de repetir la historia.

Usando el colisionador de iones pesados ​​relativistas en el Laboratorio Nacional de Brookhaven, esencialmente crearon un "Little Bang" y lo están usando para estudiar las propiedades de este plasma de quarks y gluones. Los hallazgos ayudarán a los cosmólogos a refinar su imagen aún borrosa del universo primitivo y cómo el estado de burbuja fangosa de la materia infantil se enfrió y se fusionó en los planetas, estrellas y galaxias de hoy.

"Creemos que un microsegundo después del Big Bang, el universo estaba en esta etapa"

Dice el físico Rongrong Ma, que trabaja con el rastreador de solenoides en el Acelerador Relativista de Iones Pesados, o STAR, un detector dedicado a estudiar plasmas de quarks y gluones. "Entonces, si podemos comprender a partir de experimentos las propiedades de dicha materia, nos ayudará a comprender cómo evolucionó el universo".

Los científicos no están seguros de cuánto duró esta etapa de plasma; podría haber sido desde unos pocos segundos hasta miles de años. Incluso puede existir hoy en día en los núcleos densos de las estrellas de neutrones o ser creado cuando las partículas de ultra alta energía chocan contra la atmósfera de la Tierra, por lo que estudiar sus propiedades puede ayudar a caracterizar la física de los entornos espaciales más extremos.

Estos primeros días del universo son imposibles de estudiar con telescopios que solo pueden alcanzar el fondo cósmico de microondas, la primera luz que emerge del denso universo primitivo, cien mil años después del Big Bang. Todo lo anterior es tanto literal como figurativamente una era oscura de la cosmología. Las simulaciones teóricas pueden ayudar a llenar ese vacío, dice Yaki Norona-Hostler, físico nuclear de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign, pero detectores como STAR "permiten comprender experimentalmente un sistema que es muy similar al Big Bang".

Además, los quarks y gluones nunca se encuentran solos en la naturaleza, lo que dificulta su estudio de forma aislada. "No podemos simplemente sacar uno y estudiarlo", dice Helen Kynes, médica de la Universidad de Yale y portavoz del experimento STAR. En cambio, están atrapados en estados compuestos: protones, neutrones y materia más exótica como épsilons, piones y kaones. Pero a temperaturas lo suficientemente altas, los límites entre estas partículas constituyentes comienzan a desdibujarse. "Y ese es el plasma de quarks y gluones", dice Kane. Todavía están confinados a un volumen, pero los quarks y gluones en ese espacio ya no están fusionados. De hecho, dice, "plasma" podría ser un poco de un nombre inapropiado, porque en realidad se comporta más como un líquido a medida que fluye.

En marzo, científicos de Brookhaven reportado enA Cartas de exploración física que fueron capaces de generar un plasma de quarks-gluones durante un breve instante acelerando dos haces de núcleos de oro a una velocidad cercana a la de la luz y luego estrellándolos entre sí. Luego vino la parte inteligente: usaron esta colisión para calcular qué tan caliente habría estado el plasma después del Big Bang.

Deja una respuesta

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *

Subir
error: Content is protected !!