Las colisiones del CERN revelan materia primordial y la inusual forma nuclear del neón

Investigadores del CERN han demostrado que las colisiones entre núcleos atómicos relativamente ligeros pueden crear diminutas gotas de plasma de quarks y gluones, al tiempo que revelan indicios sobre la geometría oculta de los núcleos. Los hallazgos, revisados por pares, amplían el estudio de este estado primordial de la materia más allá de los núcleos pesados, como los de plomo, que antes se consideraban necesarios para producirlo.

El equipo aceleró núcleos de oxígeno-16 y neón-20 hasta casi la velocidad de la luz y luego comparó las colisiones oxígeno-oxígeno con las colisiones neón-neón, realizadas por separado. Se cree que el plasma de quarks y gluones, un estado extremadamente caliente en el que los quarks y los gluones se mueven libremente, llenó el universo durante su primera millonésima de segundo.

Como cada gota existe apenas durante una ínfima fracción de segundo, los investigadores estudiaron las partículas producidas durante su expansión y enfriamiento. Su movimiento conservaba una huella de la geometría de la colisión original. Las colisiones de neón generaron patrones compatibles con un núcleo alargado, similar a un bolo, distintos del patrón más redondeado producido por las colisiones de oxígeno.

El resultado es una inferencia, no una imagen directa, y las variaciones medidas del flujo triangular no coincidieron cuantitativamente con las predicciones de los modelos, por lo que se necesita seguir investigando. Aun así, los hallazgos demuestran que el flujo de partículas de alta energía es sensible a la estructura nuclear. Los investigadores planean ahora experimentos con núcleos aún más ligeros, incluido el helio-4, para explorar cuán pequeño puede ser un sistema que aún forme plasma de quarks y gluones.