Los físicos informan de la creación de las temperaturas más altas jamás logradas en un laboratorio

World Science / Ciencia Kanija
19/02/10

Los físicos informan de que han creado materia a la temperatura más alta alcanzada en un laboratorio, aproximadamente 250 000 veces más caliente que el centro del Sol.

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Los hallazgos, dirigidos a desvelar la estructura fundamental de los átomos, proceden del Colisionador de Iones Pesados Relativistas (RHIC), un colisionador de átomos del Laboratorio Nacional Brookhaven del Departamento de Energía de los Estados Unidos en Nueva York.

Para alcanzar la temperatura de 4 billones de grados Celsi­us, se hizo impactar entre sí a átomos de oro cargados que viajaban casi a la velocidad de la luz tras acelerarlos a lo largo de los casi 4 kilómetros de circunferencia de la máquina.

La tem­per­a­tura es más alta de lo necesario para fundir protones y neutrones – los núcleos de los átomos – en una sopa de sus partículas constituyentes, quarks y gluones, dicen los físicos. Los detalles de los hallazgos se publicarán en la revista Phys­i­cal Re­view Let­ters.

Los científicos creen que tal sopa, conocida como plasma de quark-gluón, llenó el universo unas millonésimas de segundo después de que se originase hace 13 700 millones de años. Entonces el plasma se enfrió y se condensó para formar los protones y neutrones que forman los átomos — y por tanto las estrellas, planetas y la gente. “Esta investigación ofrece una visión significativa sobre la estructura fundamental de la materia y los inicios del universo”, dijo Wil­liam F. Brinkman, di­rec­tor de la Oficina Científica del De­part­mento de En­er­gía.

Los científicos miden la temperatura de la materia caliente observando el color, o distribución de energía, de la luz emitida — de forma similar a la forma en que podemos decir si una barra de hierro está caliente observando su resplandor.

Los nuevos hallazgos apoyan una sorprendente conclusión de que los quarks y glu­ones del plasma se comportan “de forma mucho más cooperativa” de lo que inicialmente se había predicho, dice Ste­ven Vig­dor, director asociado del laboratorio Brook­ha­ven para física nuclear y de partículas, que supervisa la investigación del colisionador.

Aunque la materia producida en el colisionador sobrevive mucho menos de mil trillonésimas de segundo, sus propiedades pueden determinarse usando los detectores de la máquina para estudiar los miles de partículas emitidas durante su breve tiempo de vida. Las medidas se cree que proporcionan nuevas pistas sobre la fuerza más poderosa de la naturaleza – básicamente la que mantiene a los protones y neutrones del universo unidos.

Se realizaron predicciones antes de las primeras operaciones del colisionador en 2000, que sugerían que el plasma de quark-gluón se comportaría como un gas, dicen los investigadores. Pero los sorprendentes datos del colisionador tras los tres primeros años de operación, presentados por los científicos del colisionador en abril de 2005, indicaron que la materia producida se comportaba como un líquido, cuyas partículas constituyentes interactuaban con mucha fuerza entre ellas.

Esta materia líquida se ha descrito como casi “perfecta” en el sentido de que fluye casi sin resistencia friccional. Tal líquido “perfecto” no encaja con la descripción de quarks y gluones “libres” que los físicos habían usado previamente para describir el plasma, dicen los físicos.