Cercetătorii de la Large Hadron Collider desfășoară coliziuni cu oxigen pentru prima dată
Large Hadron Collider (LHC) a început recent să efectueze coliziuni între ioni de oxigen, marcând o premieră în cercetările sale. Această inițiativă are scopul de a înțelege condițiile care au existat în Universul timpuriu.
Deși LHC este recunoscut în principal pentru coliziunile sale de protoni, care au condus la descoperiri semnificative precum bosonul Higgs, acceleratorul poate, de asemenea, să accelereze și să ciocnească ioni grei. Aceste coliziuni pot genera o plasmă de quarcuri și gluoni (QGP), o stare exotică a materiei care reproduce condițiile de imediat după Big Bang.
„Pentru câteva milionimi de secundă, imediat după Big Bang, Universul era umplut cu o ‘supă’ incredibil de fierbinte și densă, formată din particule care se deplasau aproape cu viteza luminii”, explică CERN. În timpul coliziunilor, materia se „topește” într-o QGP, generând o energie imensă.
Până acum, LHC s-a concentrat pe coliziuni cu ioni grei de plumb, dar începând cu 1 iulie, cercetătorii au început experimentele cu ioni mai ușori, printre care ioni de oxigen. Următoarele etape vor include coliziuni între ioni de neon și protoni cu nuclee de oxigen.
Riccardo Longo, fizician în cadrul grupului ATLAS pentru ioni grei, a subliniat importanța acestor experimente: „Aceste sisteme de coliziune ne vor ajuta să înțelegem cum apar proprietățile plasmei de quarcuri și gluoni în funcție de mărimea sistemului.”
Deși fizicienii au așteptări, rezultatele acestor experimente ar putea fi surprinzătoare. Ivan Amos Cali, cercetător în cadrul grupului CMS Heavy Ions, a menționat: „Momentan, totul este la nivel de teorie. E pentru prima dată când vom vedea efectiv ce se întâmplă; nimeni nu a mai făcut aceste măsurători până acum!”
Experimentele cu ioni grei și xenon au arătat fenomene interesante, cum ar fi „jet quenching”, în care particulele de mare energie își pierd din energie în timp ce traversează plasma QGP. Acest efect nu a fost observat în coliziunile proton-plumb, unde sistemul creat era prea mic.
Cercetătorii de la Large Hadron Collider încep coliziunile cu oxigen
Într-o premieră, cercetătorii de la Large Hadron Collider (LHC) au început să desfășoare coliziuni cu oxigen, un pas important în explorarea fizicii nucleare. Aceste coliziuni sunt menite să ofere informații valoroase despre comportamentul particulelor și structura geometrică a nucleului de oxigen.
Un aspect deosebit urmărit este „fluxul colectiv”, ce se referă la mișcarea coordonată a particulelor generate în plasma creată în urma coliziunilor. Studiul acestor coliziuni va contribui la o mai bună înțelegere a fenomenului de jet quenching și a dimensiunii minime necesare pentru apariția acestuia.
Qipeng Hu, coordonatorul grupului ATLAS Heavy Ion Physics, a subliniat importanța desfășurării experimentelor cu oxigen și neon consecutiv, ceea ce va permite obținerea a două seturi de date extrem de valoroase în condiții identice.
Cu toate acestea, coliziunile cu elemente ușoare, precum oxigenul, aduc și provocări tehnice, cum ar fi fenomenul de „poluare a fasciculului”, generat de particulele secundare create în urma coliziunilor. Roderik Bruce, specialist în fascicule de ioni la LHC, a explicat că acest efect poate complica analiza datelor, iar în unele cazuri va fi necesară evacuarea fasciculului și injectarea unuia nou.
Coliziunile cu oxigen au avut loc între 1 și 9 iulie, iar cercetătorii continuă să colecteze date pentru a avansa în studiul acestor fenomene.
