Bom, se você leu os dois posts anteriores, então sabe que:
1. A QCD é a teoria das interações fortes;
2. Os quarks estão confinados e só podem ser livres no limite assintótico (altas temperaturas);
3. O Plasma de Quarks e Gluons pode existir no limite de altas temperaturas;
4. Pode haver quarks livre no QGP;
Este é o resumo da ópera, até agora. Mas como é que podemos "ver" quarks livres? Pra ser sincero, não "veremos" nada. O que buscamos encontrar são efeitos secundários da presença deste tipo de matéria. Que tipos de efeitos? Vários.
Para começar, devemos falar sobre colisões entre partículas elementares. Em geral, estudamos colisões do tipo
onde a, b e c são partículas bem definidas e X pode corresponder a um estado fragmentado. Pois bem, o detalhe mora nas partículas que podem surgir no estado X. Por exemplo, a chamada supressão da partícula (meson) J/psi é considerada como uma consequência da formação do QGP. (Há outras indicações, mas aqui só vou falar da J/psi.)
A partícula J/psi é interessante, não só por ter dois nomes (foi descoberta quase ao mesmo tempo por dois grupos diferentes, nomeada J por um e psi pelo outro). Bom, este meson é formado por um quark c (charm) e um antiquark bar{c} (um c com uma barra em cima). Mesons que são formados por quarks charm recebem o nome engraçadinho de charmonium.
O meson J/psi se forma em diversos tipos de colisões (são vistos como jatos de partículas). Mas o que se espera que o J/psi faça? É esperado que haja uma supressão ou aumento no sinal do J/psi. Isto é, que o número total dessas partículas registrado nos aparelhos seja muito pequeno, pois em altas temperaturas os quark c e bar{c} devem se separar, produzindo menos J/psi no final da reação. Ou, no caso de um aumento, que sejam detectadas mais partículas deste tipo do que o esperado. Em geral, espera-se este último tipo de comportamento na colisão de íons pesados.
Historicamente, este tipo de matéria foi "descoberto" algumas vezes ao longo do tempo, mas sempre com possibilidade de não ser de fato o que se esperava. Isto se deve, basicamente, ao equipamento utilizado na época, ainda bastante aquém do que se desejava. Apenas em 2000 foi que se detectou um sinal inequívoco da formação deste tipo de matéria.
Apenas para termos uma ideia da temperatura nas colisões entre partículas elementares, a temperature mais alta já produzida foi de 250 mil vezes a temperatura no núcleo do nosso sol. Então quando falamos de QGP estamos tentando reproduzir o começo do universo. É complicado...
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