Recrean los primeros instantes del universo a través de la colisión de protones

CENTRO DE INVESTIGACIÓN Y DE ESTUDIOS AVANZADOS

Boletín No. 34
11 de mayo de 2017

• En las investigaciones del experimento ALICE se obtuvieron por primera vez quarks extraños a partir del choque de protones; en el estudio participaron científicos del Cinvestav

El experimento ALICE (A Large Ion Collider Experiment), del LHC, obtuvo durante una colisión de protones la formación de un plasma conocido como quark-gluón, que según los expertos era la forma primordial en que se encontraba el Universo apenas unas millonésimas de segundo después de ocurrir el Big Bang.

Este plasma tiene la característica de ser altamente denso y caliente, por lo que se dice que era una sopa de quarks y gluones. El hallazgo, publicado recientemente en la revista Nature Physics, y que contó con la colaboración de investigadores del Cinvestav, detectó la presencia e incremento de partículas con quarks extraños, los cuales son más pesados y difíciles de producirse en las colisiones.

Hasta ahora se pensaba que este tipo de partículas sólo podían obtenerse a través de la colisión entre iones de núcleos pesados, como los de plomo, pero gracias al experimento realizado en ALICE se comprobó que también por medio de un sistema más simple, como el choque entre protones, se producen e incrementan partículas con quarks extraños.

Una de las conclusiones que se obtiene a partir de estos resultados es que al obtener partículas con quarks extraños por la colisión protón-protón será posible estudiar de manera más sencilla y con datos más precisos el plasma de quarks-gluones, que es la forma en que se encontraba el Universo, mencionó durante una conferencia de prensa Ildefonso León Monzón, investigador de la Universidad Autónoma de Sinaloa, y quien actualmente realiza una instancia en el Cinvestav.

Por su parte, Gerardo Herrera Corral, investigador del Departamento de Física del Cinvestav, expuso que el hallazgo se realizó en parte por los detectores desarrollados por el grupo de investigadores mexicanos que colaboran en el experimento ALICE, donde el Cinvestav es una de las instituciones líderes, y señaló que si bien se trata de una investigación de ciencia básica para entender la forma primordial del Universo temprano, como se conoce a los primeros instantes después del Big Bang, resulta de gran relevancia para la ciencia en general.

Precisó que es un descubrimiento relevante ya que se obtiene el plasma de quarks y glones en colisiones donde no se esperaban, lo que significa que en la actualidad no hay un modelo teórico en que se prevea el aumento de partículas con quarks extraños a través de colisiones protón-protón, por lo que los físicos teóricos deberán de trabajar en la explicación del fenómeno.

Además, dijo que a partir de este descubrimiento se podrán entender mejor las propiedades del plasma de quarks y gluones, como es el caso de su carácter de líquido perfecto, que establece una relación con la Teoría de Cuerdas, lo que abre otras opciones para entender el origen del Universo.

ALICE es el acrónimo de A Large Ion Collider Experiment, uno de los experimentos más grandes del mundo dedicado a la investigación en la física de la materia. Con base en el Laboratorio Europeo para la Investigación Nuclear, este proyecto implica una colaboración internacional de más de mil 500 físicos, ingenieros y técnicos, incluyendo alrededor de 350 estudiantes en 37 países, representantes de 154 instituciones educativas y científicas.

Este experimento del Gran Colisionador de Hadrones es el que congrega a más participantes mexicanos (más de 60 entre investigadores y estudiantes), y de los 19 detectores con los que cuenta, tres fueron diseñados y creados por científicos de las universidades Nacional Autónoma de México, Autónoma de Sinaloa y la Benemérita Autónoma de Puebla, con el liderazgo del Centro de Investigación y de Estudios Avanzados.
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