- Observações fornecem pela primeira vez evidência direta de que quarks criam um rastro ao atravessarem o plasma de quark-gluon, mostrando que o plasma atua como um líquido.
- A técnica usa um par quark–bok boson Z como “etiqueta” para identificar o waking de um único quark, sem a interferência de outro quark em direção oposta.
- A análise examinou treze bilhões de colisões no Large Hadron Collider e identificou cerca de 2.000 eventos com um Z boson, mapeando o plasma em busca de padrões ondulatórios.
- Os padrões encontrados são compatíveis com o modelo híbrido de Rajagopal, que prevê que o plasma responde ao movimento de quarks de forma fluida.
- O estudo envolve a colaboração CMS e MIT e amplia as possibilidades de entender as propriedades do plasma primordial.
Em um avanço na compreensão do plasma de quarks e glúons, físicos do MIT, em parceria com pesquisadores do CMS Collaboration no LHC, identificaram pela primeira vez evidências claras de que quarks criam uma espécie de wake ao atravessarem esse plasma. O achado confirma que o plasma se comporta como um líquido.
A descoberta utiliza uma técnica inédita que permite observar o efeito de um único quark no plasma, sem a interferência de pares quark-antiquark. Os resultados aparecem na Physics Letters B, com dados do LHC coletados em colisões de íons pesados.
O estudo foi liderado por Yen-Jie Lee, do MIT, e envolve colaboração com Yi Chen, da Vanderbilt, e outros membros da CMS Collaboration. A pesquisa analisa como o plasma responde a objetos que se movem a velocidades próximas à da luz, sugerindo uma fluidez semelhante à de um líquido primitivo.
Quais são as evidências
A equipe rastreou eventos com um quark movendo-se através do plasma em paralelo a um bosão Z, que atua como marcardor energético. Em cerca de 2.000 dentre 13 bilhões de colisões, detectaram padrões de respingos e redemoinhos formados na direção oposta ao Z boson.
Esses padrões indicam que o plasma reage de maneira coesa ao quark, produzindo ondas e turbulências típicas de fluidos. Os resultados coincidem com o modelo híbrido proposto por Krishna Rajagopal (MIT), que antecipa esse comportamento repercussivo.
Implicações e próximos passos
Os pesquisadores pretendem ampliar a aplicação da técnica a mais dados de colisão para mapear o tamanho, a velocidade e a extensão das wakes. A leitura dessas propriedades pode esclarecer características intrínsecas do plasma e como ele se comportaria nas microsegundos iniciais do universo.
O estudo conta com coautoria de membros da CMS Collaboration, responsável pela detecção no detector CMS do LHC. A pesquisa destaca a existência de um plasma de quarks e glúons com propriedades de líquido quase perfeito, mesmo sob temperaturas extremas de trilhões de graus Celsius.
Contexto científico
O plasma de quarks e glúons é considerado o primeiro estado da matéria, criado nos instantes iniciais do Universo. Ao reproduzi-lo em colisões de íons pesados no LHC, os físicos buscam entender como as partículas fundamentais se organizam em um meio fluido durante miliésimos de segundo.
Fontes e créditos
O artigo foi publicado na Physics Letters B e envolve apoio parcial do Departamento de Energia dos EUA. As informações destacam a observação de wake de quarks como evidência direta da fluidez do quark-gluon plasma, contribuindo para o modelo atual da matéria primordial.
Entre na conversa da comunidade