Colisões com protões de chumbo, no LHC, podem ter criado um novo tipo de matéria

Colisões com protões de chumbo, no LHC, podem ter criado um novo tipo de matéria

29 de Novembro de 2012 1 Por Tiago

O CERN passou grande parte do mês de setembro, a ajustar o Grande Colisor de Hadrões (LHC) para este poder estudar o impacto entre protões de chumbo. Esta experiência (bem sucedida) decorreu durante um período de quatro horas e foram coletados dados, que serão analisados durante o próximo ano.

No entanto, os cientistas do CERN já puderam tirar as primeiras ilações deste experiencia, encontrando fatores pouco comuns e evidências da produção de um condensado de vidro de cor, uma nova forma exótica de matéria, que até agora existia apenas em teoria.

As primeiras impressões relativas à análise dos dados da colisão de protões de chumbo revelaram um comportamento inesperado. Normalmente os pare de partículas produzidas na sequência das colisões, têm tendência a viajar em direções opostas. Contudo, o LHC detetou que alguns destes pares de partículas, resultantes da colisão, viajavam na mesma direção. Demasiados, para serem explicados pela dinâmica convencional.

Mas esta descoberta torna-se ainda mais misteriosa pelo facto de partículas, aparentemente não relacionadas e distantes umas das outras, terem tendência para viajarem na mesma direção. Para Gunther Roland, professor de física do MIT, este acontecimento é um “tanto incomum”.

Este fenómeno foi apelidado de “cume” devido às correlações paralelas, produzirem uma longa borda levantada, em determinados tipos de gráficos de resumo de dados.

A produção de fases exóticas de matéria, em colisões de alta energia, é mais conhecida por plasma de quark-glúon. Normalmente a matéria, como os protões e neutrões, é constituída por três quarks unidos por glúons. Quando é fornecida energia suficiente, a núcleos pesados como o do ouro e chumbo, os protões e neutrões derretem, produzindo plasma de quarks-glúons.

Como propriedade de um líquido quase sem atrito, este denso plasma é capaz e varrer as todas partículas na sua frente, como uma onda. Este efeito faz com que parte dos pares de partículas viagem na mesma direção. Contudo, as colisões de protões de chumbo no LHC não têm energia suficiente para formar plasma de quark-glúon, o que não explica estes resultados.

Isto leva-nos à teoria do condensado de cor de vidro. Quando as partículas viajam a velocidade muito elevadas, os efeitos da relatividade devem levar à acumulação de um grande número de glúons, que se achatam em forma de folha e se fixam em posição durante a colisão, à medida que a dilatação do tempo atrasa o seu movimento.

Os glúons, em estado condensado de cor de vidro, tornam-se fortemente interativos. Por isso, é provável que o entrelaçamento quântico possa, também, ter alguma relevância na explicação dos aspetos incomuns relativos às colisões de alta energia, dos protões de chumbo.

O LHC irá coletar dados adicionais sobre as colisões de protões de chumbo, durante várias semanas, no início de 2013. Se estes dados são, ou não, representativos do teórico estado condensado de vidro de cor, ou algo ainda mais complexo, ainda não é certo. Contudo, todos os dados desta descoberta, poderão ajudar a compreender melhor a matéria exótica.

Fonte: LHC