Físicos acotan el punto crítico de la fuerza nuclear fuerte
Los investigadores han avanzado en la identificación de un punto crítico donde la fuerza nuclear fuerte se debilita, permitiendo que los quarks y los gluones formen un plasma caliente. Al analizar colisiones en un acelerador de partículas de Nueva York, los científicos han acotado la posible ubicación de este punto en un diagrama de fases. Este hallazgo podría revelar conocimientos sobre el universo temprano y las estrellas de neutrones.
La fuerza nuclear fuerte, la interacción más potente de la naturaleza, une quarks y gluones en protones y neutrones. Durante décadas, los físicos han buscado un "punto crítico" donde esta fuerza se afloja abruptamente, similar al punto triple en el agua donde coexisten líquido, hielo y vapor. Tal punto marcaría una transición abrupta a un plasma de quarks y gluones, un estado soposo de la materia creado en colisiones de alta energía.
Xin Dong, del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley en California, lideró un equipo que examinó datos de colisiones de iones de oro en el Colisionador de Iones Pesados Relativistas (RHIC) en el Laboratorio Nacional de Brookhaven en Nueva York. Estudiaron el número y la distribución de partículas producidas, con el objetivo de mapear un diagrama de fases para la materia de quarks y gluones bajo temperaturas y presiones variables. Aunque el análisis no localizó precisamente el punto crítico, restringió significativamente la región donde podría existir.
"Estábamos tratando efectivamente de crear un diagrama de fases para quarks y gluones", dijo Dong. El experimento reveló un "derretimiento" gradual en plasma en algunas áreas, pero el punto crítico implicaría un cambio repentino, similar a la formación de trozos de hielo en el agua.
Agnieszka Sorensen, de la Instalación para Isótopos Raros en Michigan, quien no participó, señaló que el trabajo guía búsquedas futuras y resalta propiedades clave de partículas como indicadores. Claudia Ratti, de la Universidad de Houston, elogió la precisión, especialmente en una región teóricamente desafiante del diagrama, y llamó a análisis en energías más bajas donde las predicciones convergen.
Dong enfatizó que detectar el punto crítico sería un "avance generacional". La fuerza fuerte es única entre las fuerzas fundamentales en tener potencialmente tal punto, e influyó en la materia caliente y densa posterior al Big Bang y rige las estructuras de las estrellas de neutrones. Completar el diagrama de fases podría iluminar estos fenómenos cósmicos.
Los hallazgos aparecen en Physical Review Letters (DOI: 10.1103/9l69-2d7p).