The non-linear regime of quantum chromodynamics in the context of relativistic heavy-ion collisions

Abstract

Entre los principales problemas abiertos en QCD está el de la comprensión de las interacciones fuertes en el régimen de muy alta energía de colisión. Argumentos teóricos fundamentales relacionados con la unitariedad de la teoría y avalados por diversos estudios empíricos indican que a muy altas energías la descripción estándar (basada en teoremas de factorización colineal) deja de ser válida. En su lugar se entra en un régimen de muy altas densidades de gluones y campos de color intensos gobernado por efectos no lineales, tales como la recombinación de gluones. Dicho régimen –conocido como régimen de saturación de QCD– tiene especial relevancia en la descripción de colisiones de iones pesados a muy altas energías. Este tipo de experimentos son realizados en la actualidad en dos aceleradores de partículas: el Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) y el Large Hadron Collider (LHC). El análisis del enorme volumen de datos obtenido en estas instalaciones proporciona información fundamental sobre el sistema generado en estas colisiones. En particular, estos análisis sugieren la formación de un fluido caracterizado por temperaturas y densidades extremadamente altas, en el que los grados de libertad fundamentales de QCD –quarks y gluones– no dan muestras de confinamiento. Este estado se denomina plasma de quarks y gluones (QGP)