I ricercatori del CERN hanno fatto una scoperta rivoluzionaria riguardo l’influenza delle forme dei nuclei atomici sulle collisioni ad alta energia, aprendo nuove prospettive sulla struttura nucleare e sull’universo primordiale. Un esperimento condotto presso il CERN ha permesso a una collaborazione guidata dall’Istituto Niels Bohr dell’Università di Copenaghen di prevedere cambiamenti finora inesplorati nella forma dei nuclei.
La ricerca ha rivelato che le collisioni più violente tra nuclei, come quelle studiate presso il Grande Collisore di Adroni al CERN, dipendono dalle condizioni iniziali, ovvero la geometria e la forma dei nuclei in collisione nel loro stato fondamentale. Questa intuizione ha permesso di determinare proprietà dei nuclei in collisione altrimenti difficilmente studiabili con altri metodi.
Le previsioni teoriche sulle fluttuazioni dei nuclei in collisione e sui cambiamenti di forma aprono la strada a ulteriori studi che contribuiranno a una migliore comprensione del comportamento dinamico dei nuclei. Un articolo scientifico sui risultati è stato accettato per la pubblicazione dal prestigioso giornale Physical Review Letters, confermando l’importanza di questa scoperta.
Lo Xenon, con la sua forma ovale simile a un pallone da football americano, è stato al centro delle indagini condotte da Zhou e colleghi. Questo elemento, che può assumere diverse configurazioni, è stato protagonista di un esperimento di 8 ore al LHC del CERN, il più potente acceleratore di particelle al mondo.
Le collisioni tra atomi di Xenon a velocità prossime a quella della luce hanno generato temperature estreme, fino a 5 trilioni di gradi Celsius, che hanno portato alla formazione del plasma quark-gluon. Questo stato di materia, simile a un liquido perfetto, ha fornito importanti informazioni sulla struttura nucleare e sulle interazioni tra protoni e neutroni.
La sorprendente scoperta che i nuclei di Xenon assumono una forma simile a un pallone da football americano durante le collisioni ad alta energia ha aperto nuove prospettive sulla comprensione dell’universo primordiale. L’esperimento, inizialmente finalizzato a studiare le collisioni nucleari, ha portato a una rivelazione inaspettata sulla transizione di forma nucleare.
Il gruppo di ricerca, guidato da You Zhou, ha dimostrato un’eccezionale capacità di analisi e interpretazione dei dati sperimentali, portando a una nuova intuizione nel campo della fisica nucleare. L’algoritmo sviluppato per gestire i calcoli complessi ha permesso di superare le sfide legate alla correlazione di un elevato numero di particelle, aprendo la strada a ulteriori studi avanzati.
Il prossimo obiettivo del gruppo è un esperimento di follow-up previsto per l’estate del 2025 al LHC, che consentirà di approfondire ulteriormente la comprensione delle transizioni di forma nucleare e delle proprietà del plasma quark-gluon. La ricerca continua a gettare luce su aspetti fondamentali della struttura nucleare e dell’evoluzione dell’universo primordiale, aprendo nuove prospettive per la fisica moderna.
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