Fizicienii care utilizează un accelerator de particule au reușit să recreeze condițiile de temperatură și densitate care au existat în universul primordial. Prin ciocnirea nucleelor de aur la viteze apropiate de cea a luminii, cercetătorii au observat un tipar neașteptat în modul în care particulele sunt împrăștiate după coliziune. Acest fenomen ar putea oferi explicații despre modul în care supa primordială de după Big Bang s-a răcit pentru a forma protonii și neutronii de astăzi.
Experimentul STAR, desfășurat în cadrul Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) de la Laboratorul Național Brookhaven din New York, a detectat un semnal semnificativ. În timpul coliziunilor, forța cu care particulele sunt aruncate în lateral variază, însă cercetătorii au observat că aceste variații nu urmează o traiectorie lină. În loc de o schimbare graduală, variațiile au scăzut, s-au restrâns și apoi au crescut din nou, sugerând prezența unui punct critic al materiei.
Această descoperire vizează comportamentul plasmei de quarci și gluoni, o stare a materiei care apare atunci când protonii și neutronii sunt încălziți sau comprimați extrem de mult. În acele condiții, particulele care țin împreună nucleele, precum quarcii și gluonii, se eliberează într-o supă fierbinte. Fizicienii caută să determine exact cum se produce această tranziție prin măsurarea ecuației de stare a materiei nucleare în cele mai extreme condiții din natură.
Rezultatele au fost analizate pe o bază de aproximativ 1 miliard de coliziuni, realizate la energii cuprinse între 3 și 7,7 GeV per pereche. Semnalul detectat prezintă o semnificație statistică de 5 sigma, ceea ce înseamnă că probabilitatea ca acest rezultat să fie o simplă întâmplare este de aproximativ o dată la 3,5 milioane de încercări. Deși este un indiciu foarte puternic, cercetătorii precum Rutik Manikandhan subliniază că acest rezultat este încă sugestiv și nu constituie o dovadă definitivă.
Echipa de cercetare intenționează să utilizeze aceste corelații pentru a extrage căldura specifică a materiei fierbinți și pentru a compara datele cu simulări pe supercomputere. Obiectivul final este de a verifica dacă acest punct critic, unde granița dintre diferite stări ale materiei dispare, este confirmat prin multiple măsurători, inclusiv fluctuațiile numărului de protoni produși. Această cartografiere a comportamentului particulelor este esențială pentru a înțelege evoluția cosmologică de la microsecundele de după Big Bang.
Studiul acestor fenomene de fizică nucleară se încadrează într-un domeniu de cercetare fundamentală despre structura universului. Înțelegerea modului în care materia trece de la o fază de plasmă la particule stabile ajută la completarea modelelor cosmologice actuale. Deși tehnologia de acceleratoare permite recrearea unor stări extrem de dense, confirmarea teoretică a punctului critic rămâne un obiectiv major pentru comunitatea științifică internațională.