Un equipo internacional de investigadores consiguió recrear el inicio del cosmos a escala microscópica en un laboratorio, simulando con éxito las condiciones exactas que predominaron durante la primera millonésima de segundo posterior al nacimiento del universo. El avance científico se materializó en las instalaciones del CERN, donde los expertos generaron gotas diminutas de la sopa primordial conocida como plasma de quarks y gluones.
Durante décadas se creyó que este estado extremo de la materia solo podía obtenerse mediante el impacto de partículas pesadas; sin embargo, el nuevo experimento demostró que es posible alcanzarlo utilizando elementos ligeros como oxígeno y neón. Este hallazgo abre una puerta inédita para comprender cómo la energía primigenia dio paso a los componentes fundamentales de la materia que hoy conforman las estrellas y los planetas, según detallaron los especialistas de la colaboración ALICE.
¿Qué es exactamente el plasma de quarks y gluones?
Corresponde al estado primordial de la materia caracterizado por una temperatura extrema donde las partículas elementales se desplazaban libremente sin formar protones ni neutrones.
Recrear el inicio del cosmos: El experimento que desafía los límites de la física
El proyecto se llevó a cabo utilizando el Gran Colisionador de Hadrones, un acelerador de partículas ubicado en la frontera entre Suiza y Francia. En ese lugar, los científicos aceleraron núcleos atómicos hasta alcanzar velocidades cercanas a la de la luz antes de hacerlos colisionar a una energía de 5,36 TeV por pareja de nucleones. Al chocar, las partículas rompieron sus estructuras internas habituales y permitieron que quarks y gluones se movieran con total libertad en un entorno ultracaliente.
Este procedimiento físico imita de forma inversa la evolución del universo temprano. Mientras el cosmos primitivo se expandía y enfriaba rápidamente hasta permitir la formación de protones y neutrones, el acelerador concentra una inmensa cantidad de energía para fundir la materia y retener ese estado primigenio durante una fracción minúscula de segundo. Con estos datos, los físicos pueden analizar las propiedades geométricas de los núcleos y su influencia en el desarrollo del cosmos.
Simular el Big Bang en laboratorio: Un hito con núcleos atómicos ligeros
La verdadera sorpresa para la comunidad científica provino de la elección de los materiales. Hasta la fecha, los modelos teóricos indicaban que se requerían núcleos masivos, como los de plomo, para concentrar la fuerza necesaria y lograr la fusión de la materia nuclear. No obstante, el equipo del Instituto Niels Bohr y la Universidad de Copenhague comprobó que el fenómeno también ocurre al enfrentar átomos de oxígeno-16 y neón-20.
Esta revelación demuestra que los sistemas de menor tamaño poseen la capacidad de generar las condiciones térmicas extremas asociadas al nacimiento del universo. Al analizar los rastros que dejan estas microcolisiones, los expertos consiguieron leer la forma física que tenían los átomos antes del impacto, un avance técnico que fortalece las bases de la física nuclear contemporánea.
Investigación en el CERN: Nuevas respuestas sobre la evolución del universo
El análisis detallado de los datos recopilados por el detector ALICE sigue su curso bajo la supervisión de cientos de especialistas internacionales. Cada prueba aporta información valiosa sobre la fuerza fuerte, una de las interacciones fundamentales de la naturaleza que mantiene unidas a las partículas subatómicas. Comprender este comportamiento a pequeña escala resulta indispensable para descifrar los misterios que precedieron a la formación de la materia ordinaria.
Los resultados de este proyecto no solo consolidan el papel de las instalaciones europeas como el epicentro mundial de la física de altas energías, sino que también establecen un puente firme entre la cosmología teórica y la experimentación práctica.
¿Dónde se logró recrear el inicio del cosmos a escala?
El experimento se desarrolló en las instalaciones del CERN, situadas en la frontera entre Suiza y Francia, mediante el uso del Gran Colisionador de Hadrones.
¿Qué elementos químicos se utilizaron en esta investigación?
Los científicos emplearon núcleos atómicos ligeros de oxígeno-16 y neón-20, desacreditando la teoría de que solo se podían usar elementos pesados como el plomo.
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