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    Plasma de quark-gluones

    El proyecto sPHENIX estudia la 'sopa' en la que 'se coció' nuestro universo

    © Foto : Alina Polianina
    Ciencia
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    Las investigaciones en el Acelerador Relativista de Iones Pesados (RHIC-Relativistic Heavy Ion Collider) manifestaron que el estado inicial del universo era una especie de 'sopa' denominada 'plasma de quark-gluones', que es un líquido casi ideal.

    Sus propiedades son estudiadas por la colaboración internacional sPHENIX, con la participación de la Universidad Nacional de Investigaciones Nucleares de Rusia (MEPhI).¿Cómo marcha la investigación y qué proporcionará a la humanidad sus resultados? Estas cuestiones abordó en la reunión de colaboración en la MEPhI el codirector del proyecto y catedrático del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) Günter Roland.

    El plasma de quark-gluones es un estado de alta temperatura en el que estaba el universo unos instantes después de la Gran Explosión —tras el período de expansión acelerada del universo, cuando alcanzó unas dimensiones iguales aproximadamente a las del sistema solar—. Existen varias teorías relativas a que, en el centro de las estrellas muy densas, la materia puede estar en este estado.

    Los científicos de la colaboración de sPHENIX llevan más de 15 años intentando corroborar o refutar estas suposiciones analizando las propiedades del plasma de quark-gluones.

    "Hemos descubierto que es el líquido más perfecto de los existentes en la naturaleza. No tenemos claro aún cómo se relaciona esta característica con los componentes del plasma de quark-gluones. Sabemos que este plasma, según se desprende del nombre, consta de quarks y gluones. Pero de momento no hemos descubierto cómo interactúan y si existen nuevos estados asociados formados por quarks y gluones y con el mismo grado de fluidez", comentó a Sputnik Günter Roland.

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    Los científicos del proyecto sPHENIX están trabajando para construir un 'microscopio' de gran potencia para introducirse dentro del plasma de quark-gluones y estudiar con más detalle su estructura microscópica.

    "Las propiedades de fluidez son, de hecho, las propiedades del plasma a grandes distancias, o, como se dice, en el área de ondas largas. Sabemos que a distancias muy cortas el plasma consta de quarks y gluones puntuales. Pasando de los objetos puntuales a las propiedades del plasma de quark-gluones a grandes distancias debe ocurrir algo interesante, por eso estamos creando un 'microscopio' que nos muestre qué sucede entre estas dos escalas extremas de distancias", explica el catedrático del MIT.

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    Según Roland, el estudio del plasma de quark-gluones es uno de los llamados a determinar las propiedades fundamentales de la naturaleza. El hecho de que el plasma de quark-gluones sea un líquido casi ideal tiene que ver con una fuerte interacción entre sus componentes, cuya esencia está aún por describir.

    Pero, además, el plasma pertenece a los materiales fuertemente conexos, ejemplos de los cuales encontramos en los más diversos ámbitos de la física. Algunos de ellos existen solo en teoría —por ejemplo, en la teoría de cuerdas—, otros pueden ser reproducidos en el laboratorio —por ejemplo, los sistemas de átomos ultrafríos—. Por eso la colaboración sPHENIX, al estudiar el plasma de quark-gluones, no solo busca responder a la pregunta sobre las propiedades de una fuerte interacción, lo cual de por sí tiene un gran valor científico, sino intenta conectar esta investigación con otros ámbitos de la ciencia.

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    La colaboración sPHENIX se creó como continuación del experimento PHENIX. Pero los equipos que se planean emplear en la instalación de sPHENIX tienen poco en común con su proyecto predecesor. Ahora los científicos trabajan en el mismo edificio y aprovechan el mismo sistema de suministro de energía y refrigeración. Ahora bien, los equipos que registran las colisiones y todas las partículas subatómicas son completamente nuevos, ya que la descripción del origen de las propiedades del plasma de quark-gluones requiere unas capacidades radicalmente distintas de los aparatos registradores.

    En el nuevo proyecto participan 15 países, 75 institutos y varios centenares de especialistas, incluidos científicos e ingenieros rusos.

    "Uno de los principales objetivos de nuestra visita a Rusia y a la MEPhI consiste en ampliar nuestro equipo. Hemos discutido de forma muy detallada el aporte concreto de la universidad rusa al experimento. Ya llevamos tiempo cooperando con éxito en el trabajo con algunos detectores del sistema sPHENIX", destacó Günter Roland.

    Según el codirector del proyecto, se prevé que la MEPhI desempeñe un papel central en la parte del experimento sPHENIX relativa a la creación de calorímetros, nuevos subsistemas registradores que no existían antes. Este nuevo tipo de calorímetro es el elemento clave del proyecto sPHENIX.

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    nanopartículas, MEPhI (universidad), Universo, Rusia