Resuelven un enigma sobre la cohesión de la materia

Las colisiones de partículas en el LHC (Large Hadron Collider, o Gran Colisionador de Hadrones) pueden alcanzar temperaturas cien mil veces superiores a las del centro del Sol. Sin embargo, de alguna manera, los núcleos de átomos ligeros y sus homólogos de antimateria emergen ilesos de este ambiente abrasador, a pesar de que los enlaces que mantienen unidos a los núcleos se rompen a una temperatura mucho menor. Los físicos se han preguntado durante décadas cómo es posible esto.

El equipo científico del ALICE, uno de los detectores del LHC, ha logrado por fin resolver este misterio.

El LHC es el acelerador de partículas que el CERN (Laboratorio Europeo para la Física de Partículas) tiene instalado en una zona fronteriza entre Francia y Suiza. La máquina destaca por su túnel circular de 27 kilómetros de circunferencia.

Los investigadores del ALICE estudiaron deuterones (un protón y un neutrón unidos) y antideuterones (un antiprotón y un antineutrón unidos) producidos en colisiones de protones de alta energía en el LHC. Encontraron evidencias de que, en vez de surgir directamente de las colisiones, casi el 90% de los deuterones y antideuterones se crearon por la fusión nuclear de partículas resultantes de la colisión, y una de sus partículas constituyentes provino de la desintegración de una partícula de vida corta.

Ilustración de cómo se pueden producir deuterones a partir de una colisión de alta energía en el LHC. Una partícula delta que emerge de la colisión se desintegra en un protón y un pión. El protón experimenta una fusión nuclear con un neutrón y se forma el deuterón. (Imagen: CERN)

Estos hallazgos no solo explican un antiguo enigma de la física nuclear, sino que podrían tener implicaciones de gran calado para la astrofísica y la cosmología. Los núcleos y antinúcleos de átomos ligeros también se producen en las interacciones entre los rayos cósmicos y el medio interestelar, y podrían crearse en procesos que involucran a la misteriosa materia oscura. Esto podría conducir a obtener pistas sobre la naturaleza de dicha materia oscura. Se la llama así porque nunca ha podido ser observada directamente (no emite ningún tipo de radiación). Es mucho más abundante en el universo que la materia normal, de la que está hecho todo lo que conocemos. No corresponde a agujeros negros convencionales ni a ninguna otra clase de astro conocida. La presencia de la materia oscura puede deducirse a partir de su influencia gravitatoria sobre la materia normal. Gracias a esto, se sabe que por regla general hay abundante materia oscura en todas las galaxias.

El estudio se titula “Observation of deuteron and antideuteron formation from resonance-decay nucleons”. Y se ha publicado en la revista académica Nature. (Fuente: NCYT de Amazings)