Un nuevo hallazgo en el campo de la física de partículas ha sido confirmado por un equipo internacional de investigación del experimento ALICE en el acelerador de partículas CERN, liderado por científicos de la Tecnológica Universidad de Múnich (TUM). Por primera vez, se ha observado directamente cómo se forman núcleos atómicos ligeros y sus antipartículas, conocidos como deuterones y antideuterones, durante colisiones de partículas extremadamente energéticas.
Este descubrimiento resuelve un enigma que había perdurado en la física de partículas. Durante las colisiones a altas energías en el CERN, donde las temperaturas superan más de 100,000 veces las del interior del sol, los protones y neutrones necesarios para la formación de los deuterones son liberados a partir del decaimiento de estados excitados muy efímeros, conocidos como resonancias. Estos luego se combinan para formar núcleos estables.
Revelaciones sobre el origen de los nucleones
A pesar de que hasta ahora no se comprendía cómo estos frágiles núcleos podían sobrevivir a tales condiciones extremas, el estudio revela que aproximadamente el 90% de los (anti)deuterones observados se generan mediante este mecanismo. La publicación con estos hallazgos ha tenido lugar en la prestigiosa revista Nature.
La investigadora principal, Prof. Laura Fabbietti, quien forma parte del cluster de excelencia ORIGINS, destacó: “Nuestro resultado es un paso crucial hacia una mejor comprensión de la interacción fuerte, la fuerza fundamental que mantiene unidos a protones y neutrones dentro del núcleo atómico. Las mediciones indican claramente que los núcleos ligeros no se forman en el estadio caliente inicial de la colisión, sino más tarde, cuando las condiciones son algo más frescas y estables.”
Implicaciones para la astrofísica y más allá
El Dr. Maximilian Mahlein, otro miembro del equipo y investigador en el departamento de Física Nuclear Densa y Extraña en TUM, explicó que este descubrimiento tiene implicaciones significativas no solo para la investigación fundamental en física nuclear, sino también para entender fenómenos cósmicos. “Los núcleos ligeros también se producen en el universo, por ejemplo, durante interacciones con radiación cósmica. Podrían proporcionar pistas sobre la aún misteriosa materia oscura,” añadió.
Con esta nueva información, los modelos sobre la formación de estas partículas pueden ser mejorados y los datos cósmicos pueden ser interpretados con mayor precisión.
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