El LHC recrea las condiciones del Big Bang acelerando iones de plomo

     El pasado 4 de noviembre de 2010 el Laboratorio Europeo de Física de Partículas CERN, informó que la fase de colisiones de protones en el LHC había finalizado.  El 8 de Noviembre se produjeron las primeras colisiones de iones pesados. Esto ya se ha echo en otros aceleradores de partículas, pero es un buen test para comprobar el correcto  funcionamiento de este inmenso titán. Como dice Rolf Heuer, director del CERN: "La rapidez de la transición a los iones de plomo es una muestra de la madurez del LHC"

     El interés que suscita el colisionar núcleos de plomo es realmente ambicioso. Como reza el titular, lo que se hará será recrear las condiciones del Big Bang. Como sabe el lector, muchas partículas abundantes que forman la materia (como protones y neutrones) están constituidas por quarks. El problema es que jamás se ha podido ver un quark aislado, siempre están enlazados a otros quarks (formando partículas) debido a la interacción fuerte por lo que somos incapaces de observarlos por separado.

Composicion en quarks del protón y el neutrón

     Fijémonos que los iones de plomo que se hacen colisionar no tienen ningún electrón, se trata solo de dos núcleos de plomo chocando. Cada núcleo tiene 82 protones y entorno a 82 neutrones. A su vez, cada protón y neutrón están constituidos por 3 quarks. Esto hace que un solo núcleo de plomo este formado por 492 quarks. De modo que cuando dos iones de plomo colisionan a altas energías, lo que se produce es una sopa caliente de casi 1000 quarks, que se pueden mover libremente y recombinarse por esa sopa tal como paso en los segundos posteriores al Big Bang.  Estudiando estos procesos se puede entender como se forma la materia y responder a la pregunta que el ser humano se ha hecho a lo largo de la historia: ¿Por qué estamos aquí? Y esa información se encuentra oculta en los datos tomados de estas colisiones por el detector ALICE. Ahora solo queda descifrar la maraña que se muestra a continuación:

Representación de los datos obtenidos tras la colision de los iones de plomo en el detector ALICE.