Fase di Glasma nelle collisioni nucleari ad energie ultra-relativistiche

La prestigiosa rivista scientifica internazionale Physical Review Letters (American Physical Society, APS), orientata alla pubblicazione di sviluppi ritenuti più influenti e di ampio interesse nel campo della fisica, ha recentemente pubblicato un articolo che mostra per la prima volta che la fase iniziale delle collisioni nucleari ad altissime energie ( ~ TeV = 10^12 eV) in un tempo brevissimo di soli 0.2-0.3 fm/c (10-24 s, yocto secondo) può influenzare significativamente la dinamica dei quark pesanti creati in queste collisioni e lasciare dei segnali dell’esistenza di una fase dell’interazione forte prevista teoricamente e nota come Glasma.

La pubblicazione, di cui è coautore il Professor Vincenzo Greco (DFA UniCT), insieme a Colleghi della University of Jyväskylä e della University of Technology di Vienna, mette per la prima volta in evidenza come la fase inziale di collisioni nucleo-nucleo e protone-nucleo alle energie di 5 ATeV, nonostante la sua brevità, possa influenzare la produzione di quark pesanti (charm e bottom). Questo apre la possibilità di individuare l’esistenza di una fase della Cromodinamica Quantistica (QCD) ad altissime energie nota come Glasma dominata dai campi cromomagnetici e dalla quale dovrebbe scaturire la formazione del plasma di quark e gluoni (QGP), stato della materia che ha permeato l’Universo nei primi 20 microsecondi dopo il Big-Bang.

Tale configurazione dei campi gluonici è sempre stata ritenuta quasi impossibile da individuare sperimentalmente a causa della sua brevissima durata e della rapida dinamica dei sistemi interagenti ad evolvere verso la condizione di equilibrio, quindi cancellando i segnali della fase primordiale (problema che ha analogie con la difficoltà di studiare anche la fase iniziale del nostro Universo). Il lavoro pubblicato su PRL mostra che a differenza di altre osservabili la correlazione angolare tra quark e anti-quark pesanti (charm e bottom) è fortemente influenzata dalla fase iniziale di Glasma e il suo effetto potrebbe essere misurabile nelle collisioni nucleo-nucleo che saranno realizzate nei prossimi anni al LHC-CERN di Ginevra.

Questa tematica di ricerca è attualmente molto attiva nel gruppo di fisica teorica del DFA ed è sviluppata nei suoi vari aspetti e possibili sviluppi, oltre che dal Prof. Greco, anche dalla Prof.ssa Lucia Oliva, dal Prof. Salvatore Plumari e in particolare dal Prof. Marco Ruggieri.