Investigadores UdeC publican estudio clave sobre el Quark-Gluon Plasma en revista Physical Review Letters

Los académicos del Departamento de Física de la Universidad de Concepción, Dr. Andrés Anabalón Dupuy y el Dr. Julio Oliva Zapata, publicaron recientemente un artículo sobre la caracterización holográfica del Quark-Gluon Plasma (QGP) en la revista Physical Review Letters. Un estado exótico de la materia que se genera a temperaturas extremadamente elevadas. Este trabajo ofrece una visión crucial para comprender las condiciones del universo inmediatamente después del Big Bang.

El QGP se forma cuando los protones y neutrones se desintegran en quarks y gluones durante colisiones de alta energía, como las que se producen en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC), el gigantesco acelerador de partículas de 27 kilómetros que opera en la frontera entre Suiza y Francia. Este estado de la materia refleja lo que ocurría en el universo apenas un microsegundo después del Big Bang.

El Doctor Anabalón explica que este fenómeno es de particular interés debido a la falta de una descripción teórica exhaustiva basada en primeros principios: «Nos encontramos ante un desafío fascinante, ya que aún no podemos describir este estado de la materia desde un marco teórico completamente establecido» y agrega que «es un momento emocionante para la física teórica, ya que los experimentos actuales permiten verificar o refutar nuestras predicciones sobre el comportamiento del QGP«.

Uno de los aspectos más innovadores de la investigación es la capacidad de predecir la existencia de transiciones de fase en el QGP mediante técnicas de holografía. «Determinar con precisión la temperatura y otras condiciones experimentales que desencadenan una transición de fase en el Quark-Gluon Plasma es clave para avanzar en nuestra comprensión de la materia en condiciones extremas», señala el investigador.  

En el contexto de la Cromodinámica Cuántica, el QGP, a energías suficientemente altas, debería comportarse como un gas de partículas no interactuantes. Sin embargo, en regímenes donde el QGP permanece fuertemente acoplado, las técnicas holográficas y las teorías de campo conforme proporcionan una descripción efectiva del plasma. «La holografía es la única herramienta teórica que actualmente permite estudiar sistemas fuertemente acoplados en la física de partículas», afirma.

El avance en el estudio del Quark-Gluon Plasma no solo promete revolucionar nuestra comprensión de la física fundamental, sino que también proporciona nuevas pistas sobre la formación de la materia en el universo primigenio. Las investigaciones sobre las transiciones de fase y las propiedades del QGP aportarán valiosa información sobre los procesos que dieron forma al cosmos tal como lo conocemos.