El experimento ALICE anuncia los primeros resultados de las colisiones de iones de plomo en el LHC

Colisiones de núcleos de oroCientíficos del experimento ALICE en el Gran Colisionador de Hadrones del CERN, han revelado públicamente las primeras medidas de las colisiones de iones pesados de mayor energía del mundo. En dos artículos que se publican hoy en el sitio web arXiv.org, la colaboración describe dos características de las colisiones: el número de partículas producidas procedentes de las colisiones más frontales; y, para los golpes más laterales, el flujo del sistema de los núcleos en colisión.

Ambas medidas sirven para descartar algunas teorías sobre cómo se comporta el universo a su nivel más fundamental, a pesar de estar basado en un número relativamente pequeño de colisiones recopiladas en los primeros días de funcionamiento del LHC funcionando con haces de iones de plomo.

En la primera medida, los científicos contaron las partículas cargadas que se produjeron a partir de unos pocos miles de las colisiones de iones de plomo más directas – aquellas en las que los núcleos de plomo impactaban entre sí frontalmente. El resultado demostró que se generaron, aproximadamente, 18 000 partículas a partir de las colisiones de iones de plomo, lo que es unas 2,2 veces más que lo producido en colisiones similares de iones de oro en el RHIC del Laboratorio Nacional Brookhaven.

Con las colisiones de iones de plomo en el LHC teniendo lugar a más de 13 veces la energía de las colisiones de iones de oro del RHIC, predecir un gran incremento en el número de partículas producidas parecería algo absurdo. Sorprendentemente, no obstante, se cumple lo contrario. La mayoría de teorías predicen un número más bajo de lo medido por ALICE, debido a una extraña propiedad del mundo de los quarks y gluones, las partículas fundamentales que forman un núcleo de plomo.

“Imagina que tienes una lente de aumento lo bastante potente para ser capaz de ver un núcleo de plomo”, explica John Harris, de la Universidad de Yale, miembro del experimento ALICE. “Cuando miras al núcleo con un aumento menor, verás tres quarks y unos pocos gluones. Conforme subes el aumento, verás el mismo número de quarks, pero más gluones. Cuando colisionamos a las altas energías del LHC, estamos estudiando tamaños y distancias más pequeñas como con la lente de aumento, y allí los gluones desempeñarán un gran papel en lo que suceda”.

Entre los teóricos que trabajan para describir lo que sucede en estas colisiones, una escuela de pensamiento dice que había un límite superior a cuántos gluones podrían empaquetarse en un área dada. Por lo que en algún punto, el número de gluones que interactúan – colisionan – entre sí estaría saturado, y no se producirían más partículas. Pero las medidas publicadas hoy por ALICE demuestran que, si tal límite existe, aún no se ha alcanzado en el LHC.

En la segunda medida, los científicos de ALICE observaron eventos donde los núcleos de plomo no colisionan frontalmente, sino que impactaban ligeramente descentrados. Usando el detector ALICE para medir las propiedades de las partículas emitidas desde estas colisiones, los científicos midieron cómo se creó el sistema cuando los dos núcleos en colisión – el plasma de quark-gluón – fluyen.

El tipo de flujo, llamado elíptico, también ha sido medido en el RHIC y está relacionado con la fuerza de la interacción entre quarks y gluones con los núcleos. Las medidas del flujo elíptico en los experimentos del RHIC llevaron a hallazgos sorprendentes sobre que el plasma de quark-gluón se formaba cuando dos núcleos de oro que colisionaban parecían fluir como un líquido “casi perfecto”, casi sin viscosidad.

“Lo importante sobre cualquier fluido es su viscosidad – su resistencia a fluir”, dice el científico de ALICE Peter Jacobs, del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley. “Si las partículas del fluido tienen una alta probabilidad de interactuar entre sí, el fluido tiene una viscosidad baja, y viceversa. En el RHIC vimos que un modelo con una viscosidad muy baja parece describir muy bien el flujo elíptico medido”.

La nueva medida de ALICE demuestra que el flujo elíptico en las colisiones del LHC es mayor que el del RHIC, pero Jacobs advierte que es demasiado pronto para traducir esa medida a una afirmación sobre la viscosidad del plasma de quark-gluón formado en el LHC.

“Nuestra medida del flujo elíptico es final, pero tendrá un gran debate entre los teóricos antes de que sepamos qué significa en términos de viscosidad”, añade.

Pero hay algo que ya sabemos – se han descartado un número de teorías que predecían que el plasma de quark-gluón creado en el LHC fluiría de manera más similar a un gas.

“Podemos decir definitivamente que fluye como un líquido”, señala Harris.

Ambos artículos se han enviado para su publicación a al revista Physical Review Letters.


Autor: Katie Yurkewicz
Fecha Original: 18 de noviembre de 2010
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Comments (7)

  1. pablo

    ———–
    que bárbaro che
    ———-

  2. edgar

    Muy buena noticia!

    una preguntilla:
    1, cuando se refieren al plasma de quark-gluón como un fluido de baja viscosidad ¿es una analogia o es asi? ya que o me imagino que colisionan los atomos de plomo y despues se forma un liquido raro XD

    un saludo!

  3. El experimento ALICE anuncia los primeros resultados de las colisiones de iones de plomo en el LHC…

    Primeros resultados de las colisiones de iones de plomo en el gran colisionador de Hadrones. Lo más llamativo es que las colisiones generaron más partículas de las esperadas, lo que aparentemente desmiente bastantes teorías……

  4. Gracias manuel – karlo por las respuestas !! voy a revisar los link, es asombroso esto de los quark-gluónes

    saludos.

  5. carlos

    Lo más llamativo es que las colisiones generaron más partículas de las esperadas, lo que aparentemente desmiente bastantes teorías……

    astroidea.net
    ¿Puedes poner algunos ejemplos y ampliar tu comentario?

    Saludos,
    Carlos

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