LHC pode reproduzir condições do big bang

O sinal de "colisão de alta multiplicidade" obetido pelo Detector Compacto Solenóide de Múons do Grande Colisor de Hádrons do CERN.

Uma série de colisões proton-proton de alta energia observada no detector Compact Muon Solenoid (CMS) permitiu a produção de 100 ou mais partículas carregadas. Esta chamadas colisões de "alta multiplicidade" eram incomuns, já que as partículas resultantes são "correlacionadas" - associadas uma á outra no momento de sua criação.

Uma interpretação dos resultados é que os prótons estão sendo pressionados juntos a energias altas tais que os quarks que os formam são liberados, tornando-se um fluido que flui livremente, composto de quarks e gluons como aqueles existentes imediatamente após a eclosão do big bang.

Resultados parecidos foram vistos quando da colisão de íons de cobre no Colisor Relativístico de Íons Pesados (RHIC) , nos EUA. No entanto, o raio muito mais poderoso do LHC significa que colisões similares de energia podem ser obtidas até com um só próton, apenas 1/63 avos do peso do íon de cobre.

Cientistas do RHIC interpretaram seus resultados para dizer que reproduziram as condições super quentes e super densas dos primeiros momentos do universo. Se eles estiverem certos, e se os resultados do LHC's puderem ser repetidos, então o LHC está a caminho de conquistas de fato.

Em novembro físicos pretendem iniciar a colisão, ou compressão de íons de chumbo, com peso atômico 207, três vezes maior que o do cobre. Se as simples colisões proton-proton foram tão grande sucesso como dizem, então as possibilidades de que o que poderá ser revelado nas colisões de chumbo são enormes.

James Gillies, chefe de comunicações do CERN, é cautelosamente otimista. "O que é excitante é que começamos a desenvolver uma nova física," diz.

Contudo,ele procura enfatizar que o estado do "big bang" é apenas uma das várias interpretações dos dados. "As outras são bem menos interessantes", enfatiza.

Guido Tonelli, porta-voz do CMS, disse: "[este fenômeno] jamais havia sido observado em colisões proton-proton... Esta observação demonstra a força e versatilidade do detector do CMS, assim como a dos físicos que o estão explorando. Nós agora estamos começando a explorá-lo, a cada centímetro, o novo território tornado acessível pelo LHC."

The "high multiplicity collision" signal picked up by the Compact Muon Solenoid detector at the Large Hadron Collider.

A series of high-energy proton-proton collisions observed at the Compact Muon Solenoid (CMS) detector led to 100 or more charged particles being produced. These so-called "high multiplicity" collisions were unusual in that the resulting particles are "correlated" - associated with each other at the moment of their creation.

One interpretation of the results is that the protons are being forced together at such high energies that the quarks that form them are released, becoming a free-flowing fluid of quarks and gluons like that which existed immediately after the big bang.

Similar results were seen when colliding copper ions at the Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) in the USA. However, the much higher beam power of the LHC means that similar energy collisions can be achieved even with a single proton, just 1/63rd of the weight of a copper ion.

Scientists at RHIC have interpreted their results to mean that they have reproduced the super-hot, super-dense conditions of the universe's first moments. If they are right, and if the LHC's results can be recreated, then the LHC is on course for real achievements.

In November physicists intend to start smashing together lead ions, with an atomic weight of 207, three times the size of copper. If the simple proton-proton collisions have been as successful as some are saying, then the possibilities for what will be unveiled in the lead collisions are huge. James Gillies, the head of communication at CERN, is cautiously optimistic. "What's exciting is that the LHC is starting to deliver new physics," he says.

However, he is keen to emphasise that the "big bang" state is just one of many interpretations of the data. "The other possibilities are much less exciting", he stresses.

Guido Tonelli, a spokesman for the CMS, said: "[This phenomenon] has never been seen before in proton-proton collisions... This observation demonstrates the power and versatility of the CMS detector, as well as of the physicists exploiting it. We are now on our way to exploring, inch by inch, the new territory made accessible by the LHC."