CERN Confirma que el Plasma de Quarks y Gluones Actúa como un Líquido Coherente

Científicos del Consejo Europeo para la Investigación Nuclear (CERN) han ratificado un hallazgo fundamental sobre el estado de la materia más primitivo del cosmos: el plasma de quarks y gluones (QGP). Este estado, que se cree que existió en los instantes posteriores al Big Bang, se comporta de manera inequívoca como un líquido notablemente coherente, resolviendo un debate persistente en la física de partículas. La experimentación se llevó a cabo en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC), una instalación de 27 kilómetros de circunferencia ubicada cerca de Ginebra, Suiza.

Este logro empírico valida modelos teóricos que describen las condiciones extremas del universo temprano, cuando las temperaturas superaban el billón de grados. La confirmación se basó en el análisis de colisiones de iones de plomo pesados, acelerados a velocidades cercanas a la luz para replicar las condiciones primordiales. Los investigadores, entre los que destaca el Profesor Yen-Jie Lee del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT), observaron la generación de 'estelas' medibles. Estas estelas son análogas a las ondas que deja un objeto en movimiento a través de un medio acuoso, generadas por quarks rápidos que atraviesan el QGP.

El Profesor Lee afirmó que la densidad del plasma es suficiente para frenar el paso de un quark, produciendo remolinos y salpicaduras característicos de un fluido. Este plasma es considerado el líquido más caliente y antiguo que jamás haya existido, teorizado como un fluido casi perfecto con una fricción interna mínima. La metodología empleada por el equipo del MIT y el CERN, utilizando el detector CMS, se centró en aislar el efecto de un quark individual en el medio.

Específicamente, el análisis se concentró en aproximadamente 2,000 eventos seleccionados de un total de 13 mil millones de colisiones, buscando interacciones donde un quark se movía en oposición a un bosón Z neutro. Este enfoque innovador permitió a los científicos diferenciar el rastro del quark de las complejas señales de pares de quarks y antiquarks, que anteriormente dificultaban la identificación de estas dinámicas de fluido. El estudio tiene profundas implicaciones para la Cromodinámica Cuántica (QCD), la teoría que rige la interacción fuerte que une quarks y gluones, los constituyentes fundamentales de protones y neutrones.

El QGP representa un estado donde estos constituyentes están desconfinados, a diferencia de la materia hadrónica normal. Investigaciones previas en el Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) en el Laboratorio Nacional de Brookhaven ya habían sugerido el comportamiento de fluido perfecto del QGP. Sin embargo, el nuevo análisis en el LHC proporciona una validación empírica más directa y detallada sobre la dinámica interna del plasma. El Profesor Lee, quien también ha sido co-convocador del grupo de Física de Iones Pesados en la colaboración CMS entre 2014 y 2016, ha dedicado su carrera a sondear la materia bajo densidades y temperaturas extremas.

El entendimiento de las propiedades del QGP es crucial, ya que este estado dominó el universo en sus primeros microsegundos, y caracterizarlo permite establecer las condiciones iniciales para la evolución cosmológica posterior. De cara al futuro, la comunidad científica planea profundizar en las características del plasma. Se anticipa que futuras investigaciones detallarán aún más las propiedades del QGP, con presentaciones de nuevos resultados programadas, por ejemplo, en la conferencia SQM2026 en marzo de 2026. La capacidad de medir estas estelas ofrece una métrica tangible y novedosa para cuantificar la dinámica de fluidos en materia de energía extrema, abriendo una nueva ventana a la física fundamental.