W podziemnych pierścieniach Wielkiego Zderzacza Hadronów fizycy z CERN zderzyli jądra tlenu-16 i neonu-20 z prędkościami bliskimi prędkości światła i otrzymali najmniejszą pod względem rozmiarów grudkę plazmy kwarkowo-gluonowej, jaką kiedykolwiek wytworzono w laboratorium.
Ta egzotyczna forma materii istniała we Wszechświecie zaledwie kilka mikrosekund po Wielkim Wybuchu, gdy temperatura była tak wysoka, że protony i neutrony nie mogły się jeszcze uformować, a kwarki i gluony swobodnie przemieszczały się w gęstej „zupie”.
Wcześniej sądzono, że do odtworzenia takiego stanu potrzebne są ciężkie jądra, takie jak ołowiu czy ksenonu, jednak nowe eksperymenty pokazały: nawet lekkie jądra, których masa jest mniejsza niż dziesiąta część masy ołowiu, są zdolne wytworzyć plazmę, która przez ułamek sekundy zachowuje się jak ciecz i rozszerza się kolektywnie.
Kolaboracja ATLAS zaobserwowała charakterystyczne „wygaszanie dżetów” — wysokoenergetyczne kwarki traciły znaczną część energii przy przechodzeniu przez ośrodek, co przejawiało się w asymetrii pędów poprzecznych cząstek i stanowiło bezpośredni dowód powstania plazmy.
Naukowcy z Instytutu Nielsa Bohra na podstawie charakteru rozlotu cząstek odtworzyli pierwotny kształt jąder: jądra tlenu okazały się niemal sferyczne, a jądra neonu — asymetryczne, przypominające stożek lub kręgiel do kręgli, niczym cień niewidzialnego obiektu.
Metoda otwiera nowy sposób badania budowy jąder i oddziaływania silnego przy ekstremalnych energiach, a przyszłe zderzenia z jeszcze lżejszymi jądrami, na przykład helu-4, pomogą określić dokładną dolną granicę, przy której plazma kwarkowo-gluonowa może powstać.
Zrozumienie tych maleńkich „małych wybuchów” przybliża nas do rozwikłania tego, jak z pierwotnej plazmy powstała cała widzialna materia gwiazd, planet i żywych organizmów.
