Le plasma de quarks et de gluons, ou QGP (pour ), est un état de la matière qui existe à des températures et/ou des densités extrêmement élevées.. Cet état consiste en une « soupe » de quarks et de gluons (presque) libres. Elle diffère en cela des autres états de la matière, comme les solides, les liquides ou les gaz, dans lesquels les quarks et les gluons sont confinés dans les hadrons.
Le QGP était sans doute présent dans l'Univers durant les 20 à microsecondes après le . Aujourd'hui, des théories prédisent son existence au sein de certaines étoiles très denses, mais le seul moyen de l'étudier réellement est de le fabriquer artificiellement dans des accélérateurs de particules.
Description Si on remonte dans le temps, l'Univers était chaud. À température suffisamment élevée, le noyau des atomes se vaporise. À ce stade, l'agitation thermique est supérieure aux forces de cohésion des noyaux, et l'on obtient un gaz de hadrons ; autrement dit, ce n'est pas un gaz de molécules ou d'atomes, mais de protons, de neutrons d'autres particules constituées de quarks et éventuellement d'antiquarks. À une température encore plus élevée (typiquement au-dessus de mille milliards de degrés, environ cent mille fois la température au centre du Soleil), les hadrons eux-mêmes se vaporisent.
Création du plasma quarks-gluons
La première création de plasma de quarks et de gluons fut annoncée en .
Elle a eu lieu au CERN, en utilisant des noyaux de plomb accélérés à une énergie de ( par nucléon). par le Supersynchrotron à protons (SPS), puis projetés sur des cibles fixes. Les impacts amenèrent localement la matière à une température « supérieures à celle du cœur du SoleilSoit approximativement de kelvins, sachant que la température régnant au cœur du soleil est d’environ de kelvins. » et avec des « densités d’énergie » plus grandes que celle du noyau atomique« La soupe primordiale », sur public.web.cern.ch, CERN..
Collisionneur d'ions lourds relativistes Ensuite, l’étude de ce plasma se poursuit au Laboratoire national de Brookhaven, en particulier avec le Collisionneur d'ions lourds relativistes (RHIC ; ) construit dans ce but. Celui-ci peut accélérer deux faisceaux de noyaux lourds (cuivre ou or) en sens inverse, jusqu'à une énergie de par nucléons , consulté début . Le produit également des collisions entre protons (« pol. p-p ») pour d’autres expériences., puis les fait entrer en collision frontale.
Ce qui suit est la traduction d'un communiqué de presse d'une université américaine :
Grand collisionneur de hadrons L'étape suivante a démarré en 2010 avec des collisions de noyaux de plomb au Grand collisionneur de hadrons (LHC), avec les expériences , et .
Cette fois, les noyaux atteindront une énergie de par nucléon avant d’entrer en collisionL’accélérateur > Deux accélérateurs en un, LHC France..
Notes et références
Voir aussi Articles connexes Condensat de verre de couleur Confinement de couleur Expérience au LHC Matière nucléaire (physique) Plasma Chromodynamique quantique (QCD)
Liens externes Le plasma Quark-Gluon () sur Futura
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