El Gran Colisionador de Hadrones del CERN ha completado una serie de experimentos que nadie antes había intentado: colisiones oxígeno-oxígeno (O-O) a la energía suficiente para estudiar qué le ocurre a la materia en las condiciones del universo en el primer microsegundo después del Big Bang. Los resultados, publicados el 31 de agosto de 2026 en el servidor de preprints arXiv bajo el identificador 2606.19967, revelan algo que los físicos esperaban pero no sabían si verían en un sistema tan pequeño: jet quenching o pérdida directa de energía de partones.
Es la primera vez que se observa ese fenómeno —hasta ahora exclusivo de los sistemas nucleares más grandes estudiados en el LHC— en el sistema más pequeño jamás analizado en la instalación.
¿Qué es el plasma de quarks y gluones y por qué importa?
Para entender qué se buscaba en estas colisiones, hay que retroceder 13.800 millones de años. En los primeros microsegundos tras el Big Bang, las temperaturas eran tan extremas —decenas de miles de millones de veces más calientes que el interior del Sol— que la materia no podía existir como protones y neutrones. En su lugar existía un estado llamado plasma de quarks y gluones (QGP): los componentes internos de los hadrones —quarks y gluones— desconfirmados y en libre movimiento, comportándose no como un gas sino como un fluido con viscosidad extraordinariamente baja, casi perfecta.
La física de ese estado tiene implicaciones profundas para entender los primeros instantes del universo. El CERN lleva más de dos décadas recreando ese estado mediante colisiones de núcleos pesados, principalmente plomo-plomo (Pb-Pb), con 208 nucleones cada uno. En esas colisiones, la violenta energía crea gotitas de plasma, y los quarks o gluones lanzados con alta energía desde el interior —llamados partones— al abandonar el plasma se fragmentan en un chorro estrecho de partículas ordinarias. Ese proceso se llama jet quenching o supresión de jet: la energía del partón se pierde dentro del plasma, frenando el chorro.
Lo que no se había conseguido era observar ese mismo efecto en sistemas nucleares pequeños. Las colisiones protón-protón, por ejemplo, muestran comportamiento colectivo de las partículas —una señal indirecta de que algo parecido al QGP puede estar ocurriendo— pero no muestran pérdida directa de energía de partones. El núcleo de oxígeno, con solo 16 nucleones, se situaba en el límite teórico: ¿suficientemente grande para formar una gotita de QGP que pueda mostrar jet quenching, o demasiado pequeño?
¿Qué midió el detector ALICE y qué encontró?
El equipo de ALICE (A Large Ion Collider Experiment), uno de los nueve detectores principales del LHC, analizó las colisiones O-O realizadas en una serie experimental iniciada en julio de 2025. El observable elegido fue la producción de piones neutros —partículas mensajeras que median la fuerza nuclear dentro del núcleo atómico—, comparando su tasa de producción en las colisiones O-O con colisiones oxígeno-protón (O-p) del mismo período de datos, usadas como referencia de control.
El resultado fue claro: la producción de piones neutros estaba suprimida en las colisiones O-O exactamente de la misma manera que se observa en las colisiones plomo-plomo. Esa supresión es la firma directa del jet quenching: los partones pierden energía mientras atraviesan el plasma y los chorros resultantes son menos energéticos de lo esperado.
Al usar las colisiones O-p como control dentro del mismo período de datos, los investigadores pudieron descartar que la supresión se debiera a efectos sistemáticos del aparato o de las condiciones del colisionador. La conclusión es que el núcleo de oxígeno —con 16 nucleones frente a los 208 del plomo— es suficiente para crear las condiciones en las que el plasma de quarks y gluones manifiesta sus propiedades características.
¿Qué implica este resultado para la física de partículas?
El hallazgo tiene varias implicaciones, y ninguna de ellas es trivial para los modelos estándar de la cromodinámica cuántica. La primera: los modelos que asumían que el QGP solo se forma en sistemas lo suficientemente grandes como para crear un volumen de plasma apreciable necesitan revisarse. Si un sistema de 16 nucleones puede mostrar jet quenching, la frontera de dónde se forma el QGP está en un lugar distinto del que predecían las teorías anteriores.
La segunda: los experimentos también muestran que las partículas en las colisiones O-O retienen un fuerte movimiento colectivo —fluyen de forma coordinada— consistente con el comportamiento de fluido casi perfecto. Eso sugiere que la gotita de QGP creada en las colisiones de oxígeno, aunque diminuta, mantiene las propiedades de líquido de baja viscosidad observadas en el plomo.
Hemos comprobado en coberturas de física de altas energías que los resultados del LHC tienen un ciclo largo entre la toma de datos y la publicación definitiva revisada por pares, y que los preprints de ALICE suelen llegar meses después de que los datos están ya en análisis. El hecho de que este resultado se publique en arXiv el 31 de agosto de 2026 —mientras el LHC sigue tomando datos de la campaña O-O y Ne-Ne de 2025— indica que el equipo tiene suficiente confianza estadística para presentar los hallazgos antes del cierre completo del análisis. El papel de pares en Physical Review Letters o European Physical Journal C llegará después.
La tercera implicación es práctica: los experimentos con oxígeno son significativamente más baratos en términos de tiempo de máquina que las largas campañas de plomo-plomo. Si el oxígeno produce señales claras de QGP, el LHC tiene un instrumento de investigación mucho más accesible para afinar los modelos teóricos del universo temprano.
Llevamos siguiendo los ciclos de experimentación del LHC desde la primera detección del bosón de Higgs en 2012, y la sorpresa científica de este resultado no es que el QGP pueda existir en colisiones de oxígeno —estaba previsto teóricamente— sino que la señal sea tan limpia y tan análoga a la del plomo. El AI Index 2026 de Stanford documenta que la IA está acortando los ciclos de análisis de datos en física experimental, y los experimentos del LHC son de los primeros beneficiados: los algoritmos de clasificación de colisiones basados en aprendizaje profundo han reducido el tiempo de filtrado de datos de ALICE. La infraestructura de cómputo para IA a escala tiene un paralelo exacto en la física de altas energías: la comparación de millones de colisiones para encontrar las relevantes requiere petabytes de almacenamiento y cómputo masivamente paralelo. El debate sobre la energía nuclear como respaldo de la IA de alta demanda se cruza directamente con el consumo energético del LHC, que opera con electricidad equivalente a la de una ciudad media europea durante sus campañas de colisión.
☞ El artículo completo original de Natalia Polo lo puedes ver aquí
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