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Al CERN è stato ricreato un Little Big Bang, cioè una riproduzione in miniatura delle condizioni estreme dei primissimi istanti dell’universo, e stavolta con gli atomi più leggeri mai utilizzati per un esperimento del genere. Protagonisti gli ioni di ossigeno e di neon, fatti scontrare a energie altissime. In entrambi i casi sono comparsi i segnali di quello stato della materia che i fisici chiamano plasma di quark e gluoni, la zuppa primordiale che si ritiene abbia riempito il cosmo prima che si formasse qualsiasi cosa somigliante alla materia ordinaria.
È un risultato che sposta un po’ più in là il confine di ciò che si pensava possibile. Per anni, infatti, l’idea diffusa era che servissero nuclei pesanti, ricchi di protoni e neutroni, per generare quella condizione così particolare. Collisioni fra oggetti grandi, insomma, capaci di concentrare tantissima energia in uno spazio minuscolo. Il fatto che anche nuclei leggeri come quelli di ossigeno e neon mostrino gli stessi indizi suggerisce che il fenomeno sia meno esclusivo di quanto si credesse.
CERN: cosa significa ricreare il plasma primordiale
Nella materia che ci circonda i quark non si vedono mai da soli. Sono tenuti insieme dai gluoni dentro protoni e neutroni, in una prigionia che la natura non concede di violare a temperatura ambiente. Il plasma di quark e gluoni è invece la situazione opposta, uno stato in cui quelle particelle si muovono libere, senza restare confinate nei mattoni consueti della materia. Per ottenerlo servono temperature e densità che non si trovano da nessuna parte oggi nell’universo, e che gli acceleratori riescono a riprodurre solo per frazioni di tempo brevissime, in volumi ridicolmente piccoli.
Da qui il soprannome di Little Big Bang. Non è una ricostruzione dell’origine del cosmo in senso letterale, ovviamente, ma un modo per osservare da vicino quello che accadeva quando l’universo era ancora troppo caldo perché i quark potessero legarsi tra loro. Studiare come quel materiale si comporta, come si espande e come si raffredda, aiuta a capire i passaggi che hanno portato alla formazione della materia stabile.
Perché contano gli atomi leggeri
L’aspetto più interessante dell’esperimento del CERN riguarda proprio la scelta degli ingredienti. Ossigeno e neon sono nuclei piccoli, molto lontani dai pesi massimi tradizionalmente usati per questo tipo di collisioni. Vedere che anche loro producono segnali compatibili con la formazione del plasma apre una serie di domande su quale sia davvero la soglia minima, ossia quanto poco basta perché la materia passi in quello stato estremo.
C’è anche un vantaggio pratico. Sistemi più semplici sono più facili da descrivere con i modelli teorici, perché ci sono meno particelle in gioco e meno rumore da cui districarsi. Se il plasma si forma anche lì, i fisici hanno a disposizione un laboratorio più pulito per confrontare le previsioni con quello che effettivamente accade dentro il rivelatore.
Resta il fatto che parlare di segnali non equivale a parlare di certezza assoluta. In questo campo le conferme arrivano per accumulazione, incrociando misure diverse ottenute con configurazioni diverse. Le collisioni fra ioni leggeri diventano quindi un tassello in più, non un punto di arrivo. Ma il messaggio che arriva dal Little Big Bang del CERN è chiaro, e cioè che la materia primordiale può comparire anche dove nessuno si aspettava di trovarla, con gli atomi più leggeri mai messi alla prova finora.
