CERN Conferma: Plasma Quark-Gluone Agisce Come Liquido Coerente Dopo Collisioni Piombo

Scienziati di spicco presso il CERN hanno convalidato in modo definitivo che il plasma quark-gluone (QGP), la sostanza primordiale che si ritiene abbia permeato l'universo immediatamente dopo il Big Bang, manifesta le proprietà di un liquido notevolmente coerente. Questa scoperta risolve un dibattito di lunga data nella fisica fondamentale riguardo la natura intrinseca di questo stato della materia, esistito solo per una frazione infinitesimale di secondo prima che quark e gluoni si raffreddassero per formare i costituenti nucleari come protoni e neutroni.

La ricerca è stata condotta utilizzando i dati raccolti all'interno del Large Hadron Collider (LHC), l'acceleratore di particelle lungo 27 chilometri situato nei pressi di Ginevra, in Svizzera. L'esperimento cruciale ha comportato la collisione di ioni di piombo pesanti a velocità prossime a quella della luce, una procedura progettata per replicare le condizioni di energia e densità estreme presenti nei primissimi istanti cosmici.

I ricercatori, tra cui il Professor Yen-Jie Lee del Massachusetts Institute of Technology (MIT), hanno focalizzato l'analisi sulla ricerca di specifiche tracce lasciate da quark veloci che attraversavano il QGP. Nello specifico, sono state osservate delle 'scie' misurabili, un fenomeno analogo alle increspature lasciate da un'imbarcazione che si muove attraverso l'acqua, fornendo una metrica tangibile per la dinamica dei fluidi di questa materia ad altissima energia.

Il Professor Lee, che ha guidato il team di ricerca, ha concluso che la densità del QGP è sufficientemente elevata da rallentare significativamente un quark in transito, producendo simultaneamente schizzi e vortici caratteristici del comportamento di un fluido. Questa osservazione empirica conferma la teoria che il QGP sia il primo e più caldo liquido mai esistito, teorizzato per essere un liquido quasi perfetto con un attrito interno estremamente basso.

L'analisi si è basata sull'isolamento di circa 2.000 eventi specifici in cui un quark si muoveva in direzione opposta a un bosone Z neutro, un campione ricavato da un totale di 13 miliardi di collisioni registrate. La metodologia impiegata, che ha sfruttato il rivelatore CMS dell'LHC per isolare il movimento del quark rispetto al bosone Z neutro, è considerata robusta per la sua capacità di segregare un effetto fisico specifico in un ambiente di dati estremamente complesso. Questa capacità di misurare le 'scie' offre un nuovo parametro quantificabile per comprendere la fluidodinamica della materia ad alta energia.

Il contesto storico vede questa ricerca come una convalida empirica significativa dei modelli teorici che descrivono i momenti iniziali dell'evoluzione dell'universo. La conferma del comportamento liquido del QGP ha implicazioni profonde per la fisica delle alte energie e la cosmologia, poiché aiuta a definire le proprietà fondamentali della materia in condizioni estreme. Le istituzioni coinvolte, in primis il CERN e il MIT, hanno pianificato ulteriori indagini per sondare le proprietà del QGP con maggiore granularità, con la presentazione di dati più dettagliati prevista durante la conferenza SQM2026 nel marzo del 2026.