Depois de procurar por mais de duas décadas, os cientistas finalmente observaram um fenômeno na “sopa” de partículas quentes e densas que encheu o cosmos momentos após o Big Bang. A observação pode ajudar os cosmólogos a compreender o estado incrivelmente quente e denso do Universo nos seus primeiros momentos.
O acelerador de partículas mais poderoso do mundo, Grande Colisor de Hádrons (LHC)Cria regularmente este chamado Plasma quark-glúon Os núcleos atômicos de elementos pesados, como o chumbo, colidem e formam um spray de partículas chamado jatos, de onde emerge essa sopa quente e densa de partículas. Isto é necessário porque no universo moderno, quarks e glúons, chamados “partons”, raramente são encontrados juntos como partículas. Próton e nêutrons. Assim, é necessária a energia gerada pela colisão de átomos próximo à velocidade da luz para liberar esses pártons e criar a “sopa” quente conhecida como plasma de quark-glúon.
À medida que as partículas ondulam através do plasma de quark-glúon, perdem energia e impulso no meio, que desperta nesta sopa primordial, tal como o casco de um barco empurrado através do oceano. No entanto, os investigadores não conseguiram ver este chamado “despertar de difusão” durante duas décadas. Isto é, até agora.
“Observar e medir os rastros de difusão do plasma de quark-gluon abre a porta para novas caracterizações precisas das propriedades e dinâmicas dos plasmas de quark-gluon e promete novos insights sobre a evolução do universo primitivo”, disse o líder da equipe Raghunath Pradhan da Universidade de Chicago (UIC). disse em um comunicado.
Uma nova abordagem para a busca por rastros de partículas
Anteriormente, a busca por sinais de ondas envolvia a criação de eventos que criavam um jato ao lado de uma partícula Bóson Z. No entanto, embora isto tenha fornecido alguma evidência de rastros de partículas, estes sinais de rasto foram subtis e facilmente abafados por outros efeitos relacionados com o jacto, o que significa que estas detecções não foram estatisticamente significativas o suficiente para serem classificadas como detecções confirmadas.
Para procurar o sinal da onda, a equipe adotou uma abordagem diferente e usou o LHC para colidir dois núcleos de chumbo e criar um jato de partículas consecutivo, chamado evento dejet. A forma única destes eventos significa que os sinais de despertar podem ser mais facilmente isolados do ruído circundante.
As medições da equipe mostraram uma clara falta de partículas atrás da direção dos jatos, que eram particularmente proeminentes em velocidades relativamente baixas. Isto é exatamente o que seria esperado para uma esteira de difusão. Sinais de despertar mais fortes foram detectados em colisões chumbo-chumbo mais concentradas, que produzem mais plasma de quark-glúon.
“Esta observação é o culminar de uma pesquisa de uma década para observar o fenómeno da esteira; foi previsto pela teoria há mais de 20 anos, mas permaneceu indefinido nos dados experimentais,” disse a líder da equipa, Olga Evdokimov, da UIC.
A pesquisa da equipe foi aceita para publicação em 25 de junho na revista Carta de revisão física.
