ENGINEERINGNET.BE - In een nieuwe analyse melden onderzoekers van de ALICE-samenwerking een opmerkelijke gelijkenis tussen patronen in proton-proton, proton-lood en lood-lood-botsingen.
“Het formaat van de botsende systemen is niet bepalend voor het ontstaan van quark-gluonplasma’s”, concluderen ze.
Het quark-gluonplasma is de vorm waarin extreem hete en dichte materie microseconden na de oerknal bestond. Tot nog toe wordt dat plasma vooral bestudeerd door zware ionen op elkaar te schieten, onder meer op CERN.
Gedacht werd dat bij kleinere systemen de druk en temperatuur onvoldoende zouden zijn om een plasma van quarks en gluonen te veroorzaken.
Voor de analyses werden waarnemingen van ALICE uit de periode 2016-2018 nader bestudeerd. In de LHC-versneller op CERN worden een paar weken per jaar zware ionen als lood versneld voor speciale experimenten, de rest van het jaar protonen.
Een sterke aanwijzing voor het ontstaan van het quark-gluonplasma is de zogenoemde anisotrope flow, waarbij de deeltjes die bij de botsing uit het ziedende plasma ontstaan vooral in een bepaalde richting bewegen.
Uit de quarks vormen zich bij het afkoelen van het plasma baryonen met drie quarks en mesonen met twee quarks. Uit de lood-experimenten is al bekend dat de zwaardere baryonen geconcentreerder bewegen dan de iets lichtere mesonen.
Volgens de nieuwe analyses blijkt dat verschil ook zichtbaar in botsingen van protonen op lood en zelfs in botsende protonen. Dat is volgens de onderzoekers een aanwijzing dat bij alle botsingen steeds dezelfde vergelijkbare expanderende quarksystemen een rol spelen.
Eind 2025 deed ALICE voor het eerst experimenten met botsende zuurstof-kernen in de LHC-versneller, die veel lichter zijn dan loodionen maar zwaarder dan protonen.
De verwachting is dat die metingen het gat tussen protonbotsingen en loodbotsingen gaan invullen, voor meer kennis over de aard en evolutie van het quark-gluonplasma.
De analyses van de zuurstofbotsingen in ALICE worden later dit jaar verwacht.
