Este plasma o "sopa primitiva" de quarks y gluones que por primera vez observó el equipo de cientificos del LHC solo se había detectado en colisiones de iones pesados; sin embargo, ahora se pudo observar este líquido primitivo en colisiones de protones.
Este hallazgo fue reportado en el artículo Enhanced production of multi-strange hadrons in high-multiplicity proton-proton collisions, publicado en la prestigiada revista científica Nature Physics.
¿Qué es el plasma de quarks y gluones y cuál es su relevancia?
Microsegundos después del Big Bang, que dio origen al universo, la materia primordial pasó a un estado conocido como plasma de quarks y gluones, que es una mezcla muy densa y caliente.
En su libro El gran colisionador de hadrones y el proyecto ALICE, el físico mexicano Gerardo Herrera Corral explica que la densidad del QGP es tan elevada que una pieza del tamaño de la cabeza de un alfiler pesaría tanto como la Gran Pirámide de Egipto y su temperatura habría sido 250 mil veces mayor a la del sol.
Este plasma sólo existió unas fracciones de segundos, ya que después se enfrió lo suficiente como para formar los protones y neutrones que conforman a los átomos, los cuales a su vez forman todo lo que nos rodea.
Actualmente este plasma aún es un misterio para los científicos, ya que solo puede ser estudiado en el laboratorio llevando la materia a condiciones de alta densidad de energía, lo cual se lograba solo a través de colisiones de iones pesados.
No obstante, ahora ha sido posible detectar esta “sopa primitiva” en colisiones de protón-protón, lo cual abre una gran cantidad de paradigmas en la física de partículas, indicó el doctor Gerardo Herrera Corral, científico que lidera el grupo de investigadores mexicanos que colaboran en dicho experimento.
Hacia una nueva física
En conferencia de prensa, el físico, adscrito al Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (Cinvestav), destacó que no se esperaba ver esta “sopa primitiva“ en este tipo de colisiones que son más simples que las de iones pesados, “no hay ningún modelo teórico que prevea esto, habrá que trabajar en ello para poder entenderlo”.
Además, el hecho de que el plasma de quarks y gluones aparezca en colisión de protón-protón podría contribuir a entender mejor sus propiedades y saber más del origen del universo. Asimismo, este hallazgo podría reforzar la llamada teoría de cuerdas, que trata de describir las interacciones nucleares de la materia.
En este mismo sentido, Ildefonso León Monzón, investigador de la Universidad Autónoma de Sinaloa (UAS) y colaborador del proyecto ALICE, subrayó que dicho hallazgo permitirá hacer estudios con mayor precisión, pues las colisiones de protones son más sencillas de medir y el sistema es más sencillo de estudiar. Además, las colisiones de protones se podrán usar como una referencia en los estudios posteriores, explicó.
La impronta mexicana
En el experimento ALICE, colaboran más de mil investigadores provenientes de más de 37 países; de México participan alrededor de 30 investigadores y estudiantes de posgrado.
Aunque México no tiene el equipo más grande de investigadores en este proyecto, jugó un papel fundamental en este hallazgo, ya que de los 19 detectores con que cuenta ALICE, tres desempeñaron funciones protagónicas, de los cuales uno es mexicano.
Se trata del detector V0, el cual fue instalado en el año 2008 y se encarga de determinar si las colisiones o interacciones entre las partículas acontecen en el lugar adecuado.
En el desarrollo de este detector (V0), participaron diversas instituciones mexicanas como el Cinvestav, la UAS, la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla (BUAP) y los institutos de Ciencias Nucleares y de Física, ambos de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM); además del apoyo del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt).
El detector V0 no es el único dispositivo que ha diseñado, desarrollado, instalado y operado el grupo de científicos mexicanos en el experimento ALICE, también cuentan con A Cosmic Ray Detector (ACORDE) y con ALICE Diffractive (AD), los cuales también han jugado un papel importante en varios estudios.
Hacia dónde va la colaboración mexicana en el LHC
Luego de la visita del doctor Enrique Cabrero Mendoza, director del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología, a las instalaciones del LHC, se está revisando cuál será la futura participación del grupo mexicano en este experimento.
Gerardo Herrera Corral mencionó que “durante la visita del doctor Cabrero se firmaron convenios y ahorita estamos analizando la manera en que México entrará en los proyectos de actualización de los tres dispositivos mexicanos”.
También se está buscando la manera en que México se involucre en el proyecto que superará al Gran Colisionador de Hadrones, pues a pesar de que las instalaciones del LHC son bastante grandes y comprenden un “anillo” de 27 kilómetros, ya no es suficiente. Actualmente está en puerta el proyecto Future Circular Collider (FCC), el cual se prevé tenga un anillo de 100 kilómetros de perímetro.
