La ciencia
El universo primitivo era 250.000 veces más caliente que el núcleo de nuestro sol. Esto hace demasiado calor para formar el protones Es neutrones que componen la materia cotidiana. Los científicos recrean las condiciones del universo primitivo en aceleradores de partículas rompiendo átomos entre sí a casi la velocidad de la luz. Medir la lluvia de partículas resultante permite a los científicos comprender cómo se formó la materia. Las partículas que miden los científicos pueden formarse de varias maneras: desde el original sopa de quarks y gluones o reacciones posteriores. Estas reacciones posteriores comenzaron 0,000001 segundos después del Big Bang, cuando las partículas compuestas de quarks comenzaron a interactuar entre sí. Un nuevo cálculo determinó que hasta el 70% de algunas partículas medidas provienen de estas reacciones posteriores, no reacciones similares a las del universo temprano.
El impacto
Este descubrimiento mejora la comprensión científica de los orígenes de la materia. Ayuda a identificar cuánta materia a nuestro alrededor se formó en las primeras fracciones de segundo después del Big Bang, en comparación con la cantidad de materia que se formó a partir de reacciones posteriores a medida que el universo se expandió. Este resultado implica que grandes cantidades de materia a nuestro alrededor se formaron más tarde de lo esperado. Para comprender los resultados de los experimentos con colisionadores, los científicos deben descartar las partículas formadas en reacciones posteriores. Sólo los formados en la sopa subatómica revelan las condiciones iniciales del universo. Este nuevo cálculo muestra que el número de partículas medidas que se forman en las reacciones es mucho mayor de lo esperado.
Resumen
En la década de 1990, los físicos se dieron cuenta de que ciertas partículas se forman en cantidades significativas a partir de reacciones posteriores a la fase de formación inicial de la partícula. universo. Las partículas llamadas mesones D pueden interactuar para formar una partícula rara, el charmonium. Los científicos no llegaron a un consenso sobre la importancia del efecto. Como el charmonium es raro, es difícil medirlo. Sin embargo, experimentos recientes proporcionan datos sobre cuántos mesones charmonium y D chocan. Los físicos de la Universidad de Yale y la Universidad de Duke utilizaron los nuevos datos para calcular la fuerza de este efecto. Resultó ser mucho más significativo de lo esperado. Más del 70% del charmonio medido se puede formar en reacciones.
A medida que la sopa caliente de partículas subatómicas se enfría, se expande hasta convertirse en una bola de fuego. Todo esto sucede en menos de una centésima parte del tiempo que tarda la luz en atravesar un átomo. Debido a que esto es tan rápido, los científicos no están seguros exactamente de cómo se expande la bola de fuego. El nuevo cálculo muestra que los científicos no necesitan conocer en absoluto los detalles de esta expansión. Las colisiones producen una cantidad significativa de charmonium de forma independiente. El nuevo resultado acerca a los científicos un paso más a la comprensión de los orígenes de la materia.
Financiación
Este trabajo fue apoyado por el programa de Física Nuclear de la Oficina de Ciencias del Departamento de Energía. Uno de los investigadores también agradece la hospitalidad y el apoyo financiero brindado durante una estadía sabática en la Universidad de Yale.
