Chocar dos núcleos de plomo en el Gran Colisionador de Hadrones es como lanzarse mutuamente dos bolsas pesadas llenas de canicas. Normalmente las canicas salen disparadas en todas direcciones, pero a veces una bolsa pasa tan cerca que las canicas no chocan, solo se cruzan miradas. Así, sin golpe directo, los núcleos intercambiaron luz, y en esa luz nació la partícula ípsilon: un hermano pesado del protón, formado por un quark encanto y su antiquark.
Dentro del núcleo de plomo, los gluones —los portadores de la interacción fuerte que pegan los quarks— se comportan de manera distinta que en un protón libre. La medición mostró que en el plomo, por cada gluón hay solo el 55% de lo que habría en un protón libre. Es una supresión fuerte, y casi no depende de lo pesada que sea la partícula nacida. Antes se había visto la misma supresión para la partícula más ligera fi, y ahora se confirma para la ípsilon, a una energía 100 veces mayor.
Este resultado indica que dentro del núcleo de plomo los gluones no están simplemente "emborronados", sino que forman un estado denso que los científicos llaman condensado de vidrio de color. Es difícil ver ese estado directamente, pero por la supresión del nacimiento de partículas se pueden deducir sus propiedades. En el futuro, estas mediciones ayudarán a entender cómo se comporta la materia a densidad extrema, por ejemplo, en los primeros instantes después del Big Bang o dentro de las estrellas de neutrones.
tal como lo escribieron los autores, en inglés arXiv:2604.05814
The first measurement of coherent $$\Upsilon$$(1S) meson photoproduction off heavy nuclei is performed using ultraperipheral lead-lead collisions collected by the CMS experiment at a nucleon-nucleon center-of-mass energy of 5.02 TeV. The nuclear gluonic structure is probed at a nucleon momentum fraction of order $$x$$ $$\sim$$ 10$$^{-3}$$, determined by the kinematics of the process. Owing to the large $$\Upsilon$$(1S) mass, the measurement reaches the highest scale accessible so far through coherent vector-meson photoproduction, $$\mu^2$$ = 22.4 GeV$$^2$$, where nonlinear quantum chromodynamics effects are expected to be minimal. In the $$\Upsilon$$(1S) rapidity range $$\lvert y\rvert$$ $$\lt$$ 1, the ratio of the measured photoproduction cross section to a baseline model prediction that neglects nuclear effects is $$S_{\Upsilon\text{(1S)}}$$ = 0.25 $$\pm$$ 0.06 (stat) $$\pm$$ 0.02 (syst), thereby demonstrating nuclear suppression in this process. Expressed in terms of a nuclear gluon suppression factor, the result yields $$R_\text{g}^\text{Pb}$$($$x$$ $$\approx$$ 10$$^{-3}$$, $$\mu^2$$ = 22.4 GeV$$^2$$) = 0.55 $$\pm$$ 0.12 (stat) $$\pm$$ 0.02 (syst). The measured $$R_\text{g}^\text{Pb}$$ is only slightly larger than the values previously reported for coherent $$\phi$$ photoproduction, despite the probed $$\mu^2$$ differing by approximately two orders of magnitude.
El mesón ípsilon fue descubierto en 1977 y fue la primera prueba de la existencia del quinto quark, el quark fondo (bottom).
En la novela "El problema de los tres cuerpos" de Liu Cixin, los extraterrestres usan partículas subatómicas para crear materiales superdensos; estados similares de la materia se estudian en experimentos con núcleos pesados.