La «sopa» primordial revela el universo primigenio
El núcleo de los átomos de la materia está compuesto por protones y neutrones. Estas partículas subatómicas consisten a su vez en quarks unidos por partículas denominadas gluones. No obstante, poco después del Big Bang la temperatura del universo era lo suficientemente alta como para mantener los quarks separados y generar lo que sería una mezcla densa denominada plasma de quarks y gluones. Para crear condiciones similares a las que se produjeron unas millonésimas de segundo tras el Big Bang, el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) en Europa y el Colisionador Relativista de Iones Pesados (RHIC) de Estados Unidos estudian colisiones frontales entre iones masivos. El análisis de los restos de cada colisión permitió a un equipo de investigadores financiado con fondos de la Unión Europea obtener información valiosa sobre el plasma de quarks y gluones. El estado final de los restos desveló propiedades relativas al transporte de este plasma y las primeras fases de la colisión entre iones pesados. Los investigadores describieron qué propiedades específicas del estado inicial determinan cada faceta de las partículas observadas. Al separar la geometría inicial del flujo anisotrópico final se extrajeron datos sobre la viscosidad masiva y de cizalla del plasma de quarks y gluones. Los efectos de dicha viscosidad suelen interferir con la viscosidad de cizalla, lo cual dificulta determinar una sin conocer la otra. La investigación realizada en el proyecto HICATLHC (Phenomenology of heavy ion collisions at RHIC and the LHC) mostró diferencias fundamentales que pueden emplearse para calcular su valor real para el líquido cuasi perfecto que supone el plasma de quarks y gluones. Se esperaba que el plasma de quarks y gluones se comportase más como un gas cuyos constituyentes interactuasen débilmente entre sí. El hecho de que se comporte en mayor medida como un líquido sugiere que sus componentes interactúan más entre sí. Esta característica se estudió mediante la simulación de colisiones de iones cada vez más pequeños, una labor que mostró el modo en el que se crea el plasma de quarks y gluones. La intención principal de hacer colisionar iones pesados ha sido siempre crear un sistema lo suficientemente grande como para acercarse al equilibrio termodinámico. Solo si se logra esto será posible estudiar las propiedades del transporte de la materia nuclear masiva. En simulaciones hidrodinámicas de colisiones entre núcleos y entre núcleos y protones estudiaron el tamaño mínimo de una gota de plasma de quarks y gluones. Las mejoras recientes en el LHC y el RHIC han permitido ampliar el tipo de partículas a colisionar, aumentar el rango de energías a las que funcionan y mejorar la precisión de los detectores, trabajos todos ellos que contribuirán a analizar con mayor detalle el plasma de quarks y gluones. Estos datos, tal y como se indica en los resultados de HICATLHC, no dejarán de ofrecer información sorprendente.
Palabras clave
Universo primigenio, plasma de quarks y gluones, QGP, LHC, RHIC, colisiones de iones pesados, HICATLHC
