Los experimentos do Grande Colisor de Hádrons (LHC, na sigla em inglês) no CERN estão iniciando uma nova fase de física de íons pesados, enquanto feixes estáveis de núcleos de chumbo circulam no LHC a uma energia de 6,8 TeV pela primeira vez na história. Isso marca o início do Run 3 do LHC e a primeira corrida de íons pesados em 5 anos. Durante essa corrida, os feixes de íons de chumbo colidirão com uma energia aumentada de 5,36 TeV por núcleon, uma melhoria em relação aos 5,02 TeV anteriores. A taxa de colisões também aumentou em um fator de 10.

O foco principal dessa corrida é estudar o plasma de quarks e glúons, um estado raro da matéria que se acredita ter preenchido o universo logo após o Big Bang. O plasma de quarks e glúons é composto por quarks e glúons livres, que são os blocos de construção de partículas como prótons e nêutrons.

As colisões de íons pesados no LHC geram uma bola de fogo extremamente densa e quente de plasma de quarks e glúons, a substância mais quente conhecida. Dentro dessa bola de fogo, os quarks e glúons se movem livremente antes que o plasma esfrie e se converta novamente em hádrons. Ao estudar essas colisões, os cientistas esperam obter uma melhor compreensão das propriedades do plasma de quarks e glúons e seu comportamento.

Espera-se que a corrida de íons pesados em andamento traga avanços significativos na compreensão do plasma de quarks e glúons. O experimento ALICE, especializado em estudos do plasma de quarks e glúons, implementou novos métodos de processamento de dados para registrar até 100 vezes mais colisões por segundo. CMS e ATLAS também melhoraram sua infraestrutura para aproveitar as maiores taxas de colisão. LHCb está se preparando para estudar colisões de alvo fixo de núcleos de chumbo com outros tipos de núcleos usando seu aparelho único SMOG2.

Além do estudo do plasma de quarks e glúons, os experimentos também investigarão colisões ultra-periféricas de íons pesados. Essas colisões envolvem um feixe emitindo um fóton de alta energia que atinge o outro feixe, permitindo que os pesquisadores explorem a matéria gluônica dentro dos núcleos e estudem fenômenos raros.

O início dessa corrida de íons pesados marca um marco significativo para os experimentos do LHC, enquanto buscam descobrir novas perspectivas sobre a natureza fundamental da matéria.

Definições:

– Grande Colisor de Hádrons (LHC): O maior e mais poderoso acelerador de partículas do mundo, localizado no CERN, na Suíça. É usado para estudar a física de partículas e as partículas e forças fundamentais da natureza.

– Plasma de quarks e glúons: Um estado da matéria que se acredita ter existido no Universo primordial e pode ser recriado em colisões de íons pesados de alta energia. É composto por quarks e glúons livres.

– Núcleo: A parte central de um átomo que contém prótons e nêutrons.

– TeV: Uma unidade de energia usada na física de partículas, equivalente a um trilhão de elétron-volts.

Fontes:

– Artigo original: Comunicado de imprensa do CERN – Nos próximos 5 semanas, os experimentos do LHC irão coletar dados para seus programas de física de íons pesados.

– Imagem 1: Visualização do evento do ATLAS mostrando uma colisão de chumbo-chumbo no detector ATLAS.

– Imagem 2: Visualização do evento do CMS mostrando uma colisão de chumbo-chumbo no detector CMS.