I fisici del Brookhaven National Laboratory (New York, USA) hanno ottenuto per la prima volta gocce di plasma di quark-gluone al Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC). Una sostanza in uno stato simile, caratterizzata da una viscosità quasi nulla, esisteva nei primi momenti del Big Bang. Lo riporta un articolo pubblicato sulla rivista Nature Physics.
Il plasma di quark-gluone è uno stato aggregato della materia, in cui gli adroni, una classe di particelle elementari che include protoni e neutroni, sono divisi in quark e gluoni asintoticamente liberi. Questo stato è simile al plasma, quando gli atomi sono ionizzati, le cariche sono separate e i nuclei e gli elettroni possono muoversi liberamente. Tuttavia, il plasma rimane quasi neutro, ovvero la carica totale all'interno di qualsiasi parte di esso è zero. All'interno degli adroni, i quark sono tenuti per confinamento, mentre i colori (una caratteristica quantistica speciale) di ogni quark devono compensarsi a vicenda, per cui la materia adronica rimane incolore. Il plasma di quark-gluone è quasi incolore.
Il plasma di quark-gluone, che si forma ad alte temperature, è un liquido quasi ideale, in cui non c'è viscosità. Si ritiene che sia esistito nei primi momenti del Big Bang e si sia rapidamente raffreddato, il che ha portato all'adronizzazione - la formazione di adroni incolori da quark colorati, antiquark e gluoni, che a basse temperature non possono esistere allo stato libero.
Gli scienziati hanno condotto collisioni al RHIC tra atomi d'oro e ioni accelerati: protoni, deuteroni e nuclei di elio-3 - a un'energia nel centro del sistema di massa (un sistema in cui le particelle hanno momenti uguali e diretti in modo opposto) pari a 200 gigaelettronvolt. Secondo il modello teorico, se durante una collisione si forma un plasma quark-gluone con una viscosità estremamente bassa, i rivelatori del collisore dovrebbero registrare nuvole di particelle che mantengono la "forma" degli ioni accelerati. I protoni lasciano una scia circolare, deuterona un'ellittica e l'elio-3 triangolare.
I risultati dell'esperimento hanno mostrato che i modelli osservati delle particelle rilasciate durante la collisione di atomi e ioni d'oro coincidono con quelli che dovrebbero sorgere durante la formazione di gocce di plasma di quark e gluoni.
