CERN: Científicos descubren cómo logran sobrevivir diminutos núcleos atómicos en colisiones extremas
Un nuevo estudio de la colaboración ALICE explica, por primera vez con evidencia directa, cómo se forman pequeños núcleos y antinúcleos en medio de temperaturas más altas que las del centro del Sol. El hallazgo podría ayudar en la búsqueda de materia oscura y en la interpretación de datos espaciales.
La colaboración ALICE, del CERN, anunció un descubrimiento que permite resolver un misterio que intrigó a los científicos durante décadas: como pequeños núcleos atómicos —y sus versiones de antimateria— logran sobrevivir en las violentas colisiones del Gran Colisionador de Hadrones (LHC), un entorno donde las temperaturas pueden ser cien mil veces mayores que las del centro del Sol.
En un escenario así, lo esperable sería que estos núcleos se destruyeran al instante. Pero no ocurre, y ahora, gracias a nuevos datos publicados en la revista Nature, existe una explicación clara y respaldada por observaciones.
Un proceso más calmado dentro del caos
El equipo de ALICE descubrió que casi el 90% de los deuterones y antideuterones no nacen directamente del choque inicial, sino que aparecen después, cuando el entorno ya se ha enfriado ligeramente.
Cuando los protones chocan en el LHC, se generan numerosas partículas nuevas. Una de ellas es la resonancia delta, que vive solo una fracción infinitesimal de segundo antes de desintegrarse en un pión y un nucleón (un protón o un neutrón). Ese nucleón puede unirse con otro cercano y formar un núcleo ligero, como el deuterón.
Este proceso ocurre muy cerca del punto de colisión, pero en un ambiente menos extremo, lo que permite que el núcleo recién creado tenga mayores probabilidades de sobrevivir.
El mismo mecanismo se observó tanto para materia como para antimateria, lo que sugiere que es un proceso universal.
Por qué el hallazgo importa
Además de resolver un problema pendiente de la física nuclear, los resultados podrían tener impacto en otras áreas. Núcleos y antinúcleos ligeros también aparecen en el espacio cuando los rayos cósmicos chocan con el gas interestelar y, según algunos modelos, podrían generarse en procesos que involucran materia oscura.
Con esta nueva información, los científicos podrán construir modelos más precisos para interpretar datos cósmicos y distinguir señales que podrían estar relacionadas con ese misterioso componente del universo.
Un avance que abre nuevas puertas
“Estos resultados llenan un vacío importante en nuestra comprensión y abren la puerta a nuevos modelos”, afirmó Marco van Leeuwen, portavoz del experimento ALICE.
Por su parte, Alexander Philipp Kalweit, coordinador de física del proyecto, aseguró que el descubrimiento demuestra la capacidad de ALICE para estudiar la fuerza nuclear fuerte en condiciones extremas.
En términos simples, el nuevo análisis explica cómo se ensamblan paso a paso estas diminutas piezas de materia incluso en uno de los ambientes más hostiles creados por el ser humano, un avance con impacto tanto en la física de partículas como en la exploración del universo.