Le collisioni al CERN svelano la materia primordiale e l'insolita forma del nucleo del neon

I ricercatori del CERN hanno dimostrato che le collisioni tra nuclei atomici relativamente leggeri possono creare minuscole gocce di plasma di quark e gluoni, rivelando al contempo indizi sulla geometria nascosta dei nuclei. I risultati, sottoposti a revisione paritaria, estendono lo studio di questo stato primordiale della materia oltre i nuclei pesanti, come quelli del piombo, un tempo ritenuti necessari per produrlo.

Il gruppo ha accelerato nuclei di ossigeno-16 e neon-20 fino a una velocità prossima a quella della luce, quindi ha confrontato collisioni ossigeno-ossigeno e neon-neon condotte separatamente. Si ritiene che il plasma di quark e gluoni, uno stato estremamente caldo in cui quark e gluoni si muovono liberamente, abbia riempito l'Universo durante il suo primo milionesimo di secondo.

Poiché ogni goccia esiste soltanto per una minuscola frazione di secondo, i ricercatori hanno studiato le particelle prodotte durante la sua espansione e il suo raffreddamento. Il loro movimento conservava un'impronta della geometria iniziale della collisione. Le collisioni del neon hanno generato configurazioni compatibili con un nucleo allungato, simile a un birillo da bowling, diverse da quelle più arrotondate prodotte dalle collisioni dell'ossigeno.

Il risultato è una deduzione, non un'immagine diretta, e le variazioni misurate del flusso triangolare non coincidevano quantitativamente con le previsioni dei modelli: sono quindi necessari ulteriori studi. Ciò nonostante, i risultati dimostrano che il flusso di particelle ad alta energia è sensibile alla struttura nucleare. I ricercatori stanno ora pianificando esperimenti con nuclei ancora più leggeri, tra cui l'elio-4, per esplorare quanto possa essere piccolo un sistema pur riuscendo a formare plasma di quark e gluoni.