Gli scienziati del Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) hanno recentemente fatto una scoperta significativa riguardo alla formazione del plasma di quark-gluone (QGP), uno stato di materia ritenuto presente nell’universo poco dopo il Big Bang. Questa scoperta fornisce una nuova evidenza della perdita di energia da parte delle particelle energetiche in collisioni tra nuclei piccoli e grandi, un aspetto cruciale nella formazione del QGP.
In passato si riteneva che solo le collisioni tra nuclei grandi, come l’oro, potessero generare abbastanza energia per creare il QGP, poiché i nuclei più grandi contengono più protoni e neutroni, portando a collisioni più potenti. Tuttavia, i recenti risultati dell’esperimento PHENIX del RHIC mettono in discussione questa convinzione, suggerendo che anche i sistemi di collisione piccoli possono produrre il plasma di quark-gluone.
Il portavoce della collaborazione PHENIX, Yasuyuki Akiba, ha dichiarato: “Abbiamo osservato per la prima volta la soppressione delle particelle energetiche in un sistema di collisione piccolo, che è una delle prove principali del QGP”. Questa osservazione è stata fatta analizzando le collisioni tra deuteroni (nuclei piccoli) e ioni d’oro, dove è stato osservato il fenomeno del “jet quenching”.
Il jet quenching si verifica quando le particelle energetiche prodotte nella collisione perdono energia interagendo con il QGP, analogamente a un oggetto che rallenta mentre si muove attraverso un mezzo resistente come l’acqua. Per misurare con precisione questa perdita di energia, il team di ricerca ha utilizzato un metodo innovativo per determinare la centralità delle collisioni, ovvero il grado di frontalità della collisione.
Utilizzando i fotoni diretti come riferimento, che non sono influenzati dal QGP e vengono prodotti nella collisione, i ricercatori hanno potuto confrontare il numero di particelle energetiche prodotte con il numero di fotoni, ottenendo così una chiara indicazione della perdita di energia e della formazione del QGP.
Akiba ha aggiunto: “Quando utilizziamo i fotoni diretti come misura precisa della centralità della collisione, possiamo osservare in modo inequivocabile la soppressione nelle collisioni centrali”. Questa scoperta apre la strada a ulteriori ricerche per confermare che il QGP può essere creato anche in sistemi di collisione più piccoli di quanto si pensasse in precedenza.
Attualmente, gli scienziati stanno applicando lo stesso metodo per analizzare altri sistemi di collisione piccoli, come protoni-oro e elio-3-oro, al fine di confermare queste scoperte. Axel Drees, fisico di PHENIX dell’Università di Stony Brook, ha sottolineato che le analisi in corso di questi dati aiuteranno a chiarire ulteriormente le origini della soppressione e confermare la nostra attuale comprensione.
Il prossimo passo sarà estendere l’applicazione di questo metodo ad altri sistemi di collisione piccoli, come indicato nel comunicato stampa. Gli scienziati ritengono che questa scoperta sul QGP avrà un impatto significativo sulla nostra comprensione dell’universo primordiale, aprendo nuove prospettive di ricerca e approfondimento.