CERN-onderzoek bevestigt kwark-gluonplasma als coherente vloeistof na loodionbotsingen

Wetenschappers verbonden aan het Europees Centrum voor Kernonderzoek (CERN) hebben een fundamentele bevestiging geleverd over de aard van het kwark-gluonplasma (QGP), de materietoestand die kort na de Oerknal bestond. Deze bevinding lost een langdurig debat in de theoretische natuurkunde op door vast te stellen dat het QGP zich gedraagt als een opmerkelijk coherente vloeistof. De experimentele data die deze conclusie ondersteunen, zijn verzameld binnen de Large Hadron Collider (LHC), de 27 kilometer lange deeltjesversneller nabij Genève, Zwitserland.

Het onderzoek behelsde het recreëren van de extreme omstandigheden van het vroege universum door zware loodionen met bijna de lichtsnelheid tegen elkaar te laten botsen. Deze botsingen genereren een kortstondige, extreem hete en dichte toestand van materie: het QGP. Het onderzoeksteam, onder leiding van Professor Yen-Jie Lee van het Massachusetts Institute of Technology (MIT), observeerde meetbare verstoringen, of 'wakes', veroorzaakt door snel bewegende quarks die door het QGP reisden. Deze verstoringen zijn analoog aan de rimpelingen die een boot achterlaat in water, wat duidt op een vloeibaar medium met interne weerstand.

Deze empirische validatie van theoretische modellen over de vroegste momenten van het universum is van groot belang voor de hedendaagse natuurkunde. De analyse concentreerde zich specifiek op gebeurtenissen waarbij een quark zich in tegenovergestelde richting bewoog van een neutraal Z-boson. De onderzoekers analyseerden ongeveer 2.000 van dergelijke gebeurtenissen, afkomstig uit een totaal van 13 miljard botsingen geregistreerd in de LHC. Professor Lee concludeerde dat het plasma voldoende dicht is om de voortgang van een quark merkbaar te vertragen en dat het 'spetters' en 'wervelingen' genereert, wat de vloeistofkarakteristiek definitief bevestigt.

Dit resultaat bevestigt dat QGP de eerste en heetste vloeistof is die ooit heeft bestaan, theoretisch beschreven als een bijna perfecte vloeistof met een zeer lage interne wrijving. De betrokken instituten, CERN en MIT, benadrukken de robuustheid van de methodologie, die gebruikmaakte van de CMS-detector om de beweging van de quark ten opzichte van het neutrale Z-boson te isoleren. De techniek om deze 'wakes' te meten, biedt een nieuwe, tastbare maatstaf voor het begrijpen van de vloeistofdynamica van materie onder extreme energieomstandigheden. Toekomstige onderzoeken zijn reeds gepland om de eigenschappen van het QGP nauwkeuriger te onderzoeken, waaronder presentaties op de SQM2026 conferentie in maart 2026.