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  • Investigación y Ciencia
  • Julio 2006Nº 358

Física de partículas

Los primeros microsegundos

Experimentos recientes han reproducido las condiciones del universo naciente, con resultados inesperados.

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Durante los últimos cinco años, centenares de científicos han estado utilizando un nuevo y potente destructor de átomos, el Colisionador de Iones Pesados Relativistas (RHIC), en el Laboratorio Nacional de Brookhaven, para reproducir las condiciones que existieron en el inicio del universo. Ese acelerador hace chocar frontalmente dos haces de núcleos de oro que viajan próximos a la velocidad de la luz. Las colisiones resultantes entre esos pares de núcleos atómicos generan chorros extraordinariamente calientes y densos de materia y energía que simulan lo que sucedió durante los primeros microsegundos tras la gran explosión. Estas breves «pequeñas explosiones» ofrecen una imagen muy aproximada de instantes muy cercanos a la creación.

En esos primeros momentos, la materia era un caldo sumamente caliente y denso de quarks y gluones, que vagaban a gran velocidad y chocaban entre sí al azar. Algunos electrones, fotones y otras partículas elementales ligeras sazonaban la sopa. Esta mezcla tenía una temperatura de billones de grados, más de 100.000 veces la del núcleo del Sol. Pero la temperatura descendió bruscamente a medida que el cosmos se expandía, igual que un gas ordinario de hoy cuando se expande rápidamente. Gracias al consiguiente frenado, empezó a haber uniones efímeras de quarks y gluones. Transcurridos unos 10 microsegundos, las interacciones fuertes que había entre ellos los ligaron permanentemente, quedando atrapados dentro de protones, neutrones y otras partículas que interaccionan fuertemente; a estas partículas compuestas se las llama «hadrones». Un cambio repentino en las características de un material recibe el nombre de transición de fase (como el agua líquida cuando se congela). La transición de fase cósmica que convirtió la mezcla original de quarks y gluones en los protones y neutrones actuales es de gran interés lo mismo para quienes quieren saber cómo adquirió el universo su estado actual, tan estructurado, que para quienes desean entender mejor las fuerzas fundamentales.

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