En el Gran Colisionador de Hadrones no solo chocan protones, sino también núcleos atómicos completos. Cuando dos núcleos chocan a gran velocidad, se genera un diminuto volumen de materia sobrecalentada, tan caliente que los protones y neutrones se funden y se convierten en una 'sopa' de quarks y gluones. A través de esta sopa, como a través de un medio denso, se abren paso partículas rápidas.
Cada una de estas partículas pierde energía como una bala que atraviesa el agua: cuanto mayor es la distancia recorrida, más fuerte es el frenado. Los físicos de la colaboración CMS en el Gran Colisionador de Hadrones han medido por primera vez cómo este frenado depende del tamaño de los núcleos que chocan. Compararon colisiones de núcleos de neón, oxígeno, xenón y plomo.
Las pérdidas de energía aumentan suavemente con el tamaño del núcleo, como si la partícula se abriera paso a través de una sección cada vez más larga de la densa 'sopa'. Los modelos simples que solo tienen en cuenta el estado inicial de los núcleos no pueden explicar estas pérdidas. En cambio, los modelos en los que la partícula pierde energía a lo largo de su trayectoria describen perfectamente los datos a altas energías de las partículas.
Este resultado es un paso más hacia la comprensión de las propiedades de la materia más caliente que se puede crear en la Tierra. Se asemeja al medio que llenaba el Universo en los primeros microsegundos después del Big Bang.
El núcleo de plomo es 208 veces más pesado que el protón, pero en las colisiones del Gran Colisionador de Hadrones se acelera hasta el 99,999999% de la velocidad de la luz.
En la novela 'El problema de los tres cuerpos' de Liu Cixin, los extraterrestres utilizan partículas subatómicas para transmitir señales; con partículas similares, los físicos 'sondan' el plasma de quarks y gluones.