Descubrimiento arroja luz sobre los orígenes de la materia en el universo primitivo

La temperatura del universo primitivo era 250.000 veces mayor que la temperatura del núcleo del sol. Esto significa que los protones y neutrones que componen la materia que experimentamos en nuestra vida diaria no son suficientes para formar el universo. Los científicos están tratando de recrear las condiciones que prevalecían en el universo primitivo en los aceleradores de partículas destruyendo átomos a una velocidad cercana a la de la luz.

Medir la cantidad de partículas producidas permite a los científicos comprender cómo se forma la materia. Las partículas que miden los científicos pueden formarse de diferentes maneras: a partir de la sopa original de quarks y gluones o de interacciones posteriores.

Estas interacciones posteriores comenzaron 0,000001 segundos después del Big Bang, cuando las partículas compuestas formadas por quarks comenzaron a interactuar entre sí.

Nuevos cálculos han encontrado que hasta el 70% de algunas de las partículas medidas provienen de estas interacciones posteriores, en lugar de interacciones similares a las que ocurrieron en el universo temprano. publicado en la revista Física de las letras b..

Este descubrimiento mejora la comprensión científica de los orígenes de la materia. Ayuda a determinar cuánta materia que nos rodea se formó en las primeras fracciones de segundo después del Big Bang, en comparación con la cantidad de materia que se formó a partir de interacciones posteriores a medida que el universo se expandió.

Este resultado indica que grandes cantidades de la materia que nos rodea se formaron más tarde de lo esperado. Para comprender los resultados de los experimentos de colisión, los científicos deben descartar las partículas que se formaron en interacciones posteriores.

Sólo las partículas formadas en la sopa subatómica revelan las condiciones tempranas del universo. Este nuevo cálculo muestra que el número medido de partículas formadas en las reacciones es mucho mayor de lo esperado.

En la década de 1990, los físicos se dieron cuenta de que algunas partículas se forman en grandes cantidades a partir de interacciones posteriores a la formación inicial del universo. Las partículas llamadas mesones D pueden interactuar para formar una partícula rara, el carmonio.

Los científicos no se pusieron de acuerdo sobre la importancia de este efecto. Como el carmonio es escaso, es difícil medirlo. Sin embargo, experimentos recientes proporcionan datos sobre el número de mesones producidos por la colisión de los mesones carmonio y D.

Físicos de la Universidad de Yale y la Universidad de Duke utilizaron los nuevos datos para calcular la fuerza de este efecto. Su importancia resultó ser mucho mayor de lo esperado. Se ha demostrado que en las reacciones se puede formar más del 70% del carmonio medido.

Cuando la sopa caliente de partículas subatómicas se enfría, se expande hasta convertirse en una bola de fuego. Todo esto sucede en menos de una centésima parte del tiempo que tarda la luz en atravesar un átomo. Debido a que esto sucede tan rápido, los científicos no están seguros exactamente de cómo se expande la bola de fuego.

Los nuevos cálculos muestran que los científicos no necesitan necesariamente conocer los detalles de esta expansión. Sin embargo, las colisiones producen una gran cantidad de carmonio. El nuevo resultado acerca a los científicos un paso más a la comprensión de los orígenes de la materia.