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segunda-feira, 21 de março de 2011

Física de íons pesados ​​no LHC

No programa de íons pesados ​​LHC, os feixes de núcleos pesados ​​("íons") irá colidir com energias de até 30 vezes maior do que em experimentos de laboratório anterior. Nestas colisões de íons pesados, a matéria é aquecida a mais de 100.000 vezes a temperatura no centro do Sol, atingindo as condições que existiam no primeiros microssegundos após o Big Bang. O objetivo do programa de íons pesados ​​no LHC é produzir este assunto na altas temperaturas e densidades nunca estudou em laboratório, e investigar suas propriedades em detalhe. Isto é esperado para liderar a base novos insights sobre a natureza da forte interação entre as partículas fundamentais.

A forte interação é a força fundamental que une as partículas elementares da Natureza, chamadas quarks, em objetos maiores, como prótons e nêutrons, que são eles próprios os blocos de construção dos elementos atômicos. Muito se sabe hoje sobre o mecanismo com o qual a força elementar transportadoras da interação forte, os glúons, quarks se unem para formar prótons e nêutrons. No entanto, dois aspectos da interação forte continuam a ser particularmente intrigante.
Primeiro, nenhum quark nunca foi observado de forma isolada: os quarks e os glúons parecia estar confinado permanentemente dentro partículas compostas, tais como prótons e nêutrons. Em segundo lugar, prótons e nêutrons contêm três quarks, mas a massa destes quarks três contas para apenas um por cento da massa total de um próton ou nêutron. Assim, embora o mecanismo de Higgs pode dar origem às massas dos quarks individuais, não pode ser responsável por maior parte da massa da matéria ordinária.
A atual teoria das interações forte, chamada de cromodinâmica quântica, prevê que a altas temperaturas, os quarks e os glúons são desconfinados e podem existir livremente em um novo estado da matéria conhecido como plasma de quarks-glúons. Teoria também prevê que à mesma temperatura, o mecanismo que é responsável por dar partículas compostas mais de sua massa deixa de agir.
No programa de íons pesados ​​LHC, três experimentos - ALICE, ATLAS e CMS - ter como objectivo produzir e estudar essa fase, de extrema alta temperatura da matéria e fornecer acesso novela para a questão de como a maioria da massa da matéria visível no Universo foi gerada em os primeiros microssegundos após o Big Bang.

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