Evidencia de las partículas X teorizadas en el Big Bang
En las primeras millonésimas de segundo después del Big Bang, el universo era un plasma turbulento de quarks y gluones de un billón de grados
Evidencia de partículas X raras ha aparecido en el plasma de quarks y gluones creado en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC), lo que podría redefinir qué partículas había en el universo primario.
En las primeras millonésimas de segundo después del Big Bang, el universo era un plasma turbulento de quarks y gluones de un billón de grados, partículas elementales que se unieron brevemente en innumerables combinaciones antes de enfriarse y establecerse en configuraciones más estables para formar los neutrones y los protones de materia ordinaria.
En el caos antes del enfriamiento, una fracción de estos quarks y gluones chocaron al azar para formar partículas "X" de corta duración, llamadas así por sus estructuras misteriosas y desconocidas. Hoy en día, las partículas X son extremadamente raras, aunque los físicos han teorizado que pueden crearse en aceleradores de partículas a través de la coalescencia de quarks, donde las colisiones de alta energía pueden generar destellos similares de plasma de quarks y gluones.
Ahora, los físicos del Laboratorio de Ciencias Nucleares del MIT y otros organismos han encontrado evidencia de partículas X en el plasma de quarks y gluones producido en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) en el CERN, la Organización Europea para la Investigación Nuclear, con sede cerca de Ginebra, Suiza.
El equipo utilizó técnicas de aprendizaje automático para examinar más de 13.000 millones de colisiones de iones pesados, cada una de las cuales produjo decenas de miles de partículas cargadas. En medio de esta sopa de partículas ultradensa y de alta energía, los investigadores pudieron extraer alrededor de 100 partículas X, de un tipo conocido como X (3872), llamado así por la masa estimada de la partícula.
Los resultados, publicados en Physical Review Letters, marcan la primera vez que los investigadores detectan partículas X en plasma de quarks-gluones, un entorno que esperan ilumine la estructura aún desconocida de las partículas.
"Este es solo el comienzo de la historia", dice en un comunicado el autor principal Yen-Jie Lee, profesor asociado de física de desarrollo profesional de la clase de 1958 en el MIT. "Hemos demostrado que podemos encontrar una señal. En los próximos años queremos utilizar el plasma de quarks y gluones para sondear la estructura interna de la partícula X, lo que podría cambiar nuestra visión de qué tipo de material debería producir el universo".