Hanno creato una "Piccola Grande Esplosione" — Ed era molto più piccola del previsto

Devo essere onesto: quando ho letto per la prima volta di questa ricerca, ho dovuto rileggerla due volte per essere sicuro di aver capito bene.

Gli scienziati hanno ricreato la zuppa primordiale che riempiva il nostro universo... usando nuclei atomici talmente piccoli che la maggior parte dei fisici non credeva fosse possibile.

Fermatevi un attimo a considerarlo.

Cosa hanno fatto esattamente?

Ecco la situazione. Subito dopo il Big Bang, prima che esistessero gli atomi, l'intero universo era pieno di qualcosa chiamato plasma quark-gluone — uno stato della materia estremamente caldo e denso dove protoni e neutroni non si erano ancora formati. I scienziati lo chiamano la "materia primordiale" dell'universo.

Per anni, i ricercatori hanno cercato di ricreare questa roba nei laboratori, facendo scontrare nuclei atomici a velocità vicine a quella della luce. Il ragionamento era che servissero nuclei molto pesanti — pensate al piombo — per generare abbastanza energia e formare questo plasma.

Ma qui arriva la parte straordinaria: i ricercatori del Niels Bohr Institute di Copenhagen, in collaborazione con l'esperimento ALICE al CERN, hanno appena dimostrato che questa idea era sbagliata.

Sono riusciti a creare plasma quark-gluone usando nuclei molto più piccoli — specificamente ossigeno-16 e neon-20. È notevolmente più piccolo di quello che chiunque pensava possibile.

Il piombo ha 82 protoni. L'ossigeno ne ha 16. Il neon ne ha 20. È una differenza piuttosto enorme.

Una "Piccola Grande Esplosione"

Il professor associato You Zhou, che ha guidato l'esperimento, l'ha descritto perfettamente: quello che hanno creato è essenzialmente una "Piccola Grande Esplosione".

"Abbiamo spinto i limiti su quanto piccoli possano essere i nuclei atomici mentre si ricrea questa materia primordiale," ha detto. "Ora sappiamo di più sulle condizioni fondamentali necessarie affinché la materia passi a questo stato estremo."

Adoro questo modo di vederla. Stiamo letteralmente osservando versioni in miniatura della nascita dell'universo — in acceleratori di particelle che si estendono attraverso diversi paesi.

Il collegamento con la boccette da bowling

È qui che le cose diventano davvero interessanti (e un po' bizzarre).

Quando gli scienziati hanno fatto scontrare questi microscopici nuclei, hanno scoperto qualcosa di affascinante: i pattern delle particelle create conservavano informazioni sulle forme originali dei nuclei coinvolti.

Le collisioni di ossigeno producevano pattern arrotondati. Ma le collisioni di neon? Quelle creavano pattern distintivi a forma di boccetta da bowling.

Perché? Perché i nuclei di ossigeno sono sferici, mentre i nuclei di neon sono... beh, allungati come una boccetta da bowling.

Il ricercatore post-dottorato Emil Gorm Dahlbæk Nielsen l'ha spiegato in modo magnifico: "È un po' come far brillare una luce su un oggetto e vedere la sua ombra. Non puoi vedere l'oggetto direttamente, ma la sua ombra rivela la sua forma."

Quindi, osservando come le particelle fuoriescono da queste collisioni, gli scienziati possono sostanzialmente "vedere" le forme dei nuclei atomici che sono troppo piccoli per essere osservati direttamente. Quanto è figo?

Perché dovrebbe interessarvi?

So cosa state pensando — sembra fisica ultra-specialistica che non ha niente a che fare con la vita di tutti i giorni.

Ma ecco perché conta: capire la struttura dei nuclei atomici ci aiuta a comprendere la forza forte — una delle quattro forze fondamentali della natura. È questa la forza che tiene insieme protoni e neutroni. È responsabile del fatto che gli atomi siano... beh, atomi.

Senza che la forza forte facesse il suo lavoro, nulla nel nostro universo esisterebbe nella forma attuale. Stelle, pianeti, voi, io — niente di tutto ciò funziona senza queste interazioni fondamentali.

In più, c'è qualcosa di genuinamente sbalorditivo nella capacità dell'umanità di ricreare, su scala microscopica, le condizioni che esistevano microsecondi dopo l'inizio dell'intero universo. È il tipo di cosa che ti fa fermare e riflettere sul nostro posto nel cosmo.

Un lascito che continua

La ricerca ha radici particolarmente profonde al Niels Bohr Institute. Aage Bohr, figlio del celebre fisico Niels Bohr, vinse il Premio Nobel nel 1975 per il suo lavoro sulla struttura del nucleo atomico. La tradizione di espandere la nostra comprensione di questi minuscoli mattoni fondamentali continua ancora oggi.

Invece di sondare delicatamente i nuclei a basse energie — l'approccio tradizionale — questi scienziati ora li fanno scontrare alle energie più elevate disponibili e ricostruiscono le loro proprietà dai risultati.

È un modo fondamentalmente diverso di vedere le cose — e ha appena aperto nuove possibilità per comprendere sia i primi istanti dell'universo che la natura della materia stessa.

Piuttosto notevole quello che si può scoprire quando si fanno scontrare cose piccolissime a velocità incredibili, no?

Fonte: ScienceDaily