Los científicos han confirmado definitivamente que el universo en sus primeros momentos se comportó como un líquido denso e increíblemente caliente: una “sopa” de partículas fundamentales conocida como plasma de quarks y gluones (QGP). Este avance, logrado mediante colisiones de alta energía en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del CERN, proporciona la evidencia más sólida hasta el momento de las propiedades fluidas de la materia justo después del Big Bang.
El primer líquido del universo
Inmediatamente después del Big Bang, el universo existió como un estado de la materia que nunca hemos observado directamente fuera de las simulaciones de laboratorio: QGP. Esta sustancia exótica, más caliente que mil millones de soles, no sólo era caliente sino que también se comportaba como un líquido, resistiendo el flujo como la miel en lugar de comportarse como un gas.
Este descubrimiento es importante porque valida los modelos teóricos del universo primitivo y nos ayuda a comprender cómo surgieron fuerzas fundamentales de este estado caótico. La existencia de QGP como fluido se ha debatido durante años; ahora, los físicos tienen pruebas experimentales claras.
Recreando el Big Bang en colisiones
Investigadores del MIT y del CERN recrearon condiciones similares a las que siguieron inmediatamente al Big Bang rompiendo iones pesados (partículas de plomo) a casi la velocidad de la luz. Estas colisiones generan temperaturas lo suficientemente altas como para formar brevemente QGP, que luego se desintegra en partículas más familiares.
La innovación clave fue un método novedoso para analizar el comportamiento de los quarks dentro de este plasma. En lugar de buscar pares quark-antiquark (que crean estelas confusas), los científicos se centraron en colisiones raras que producen un quark junto a un bosón Z neutro. El bosón Z no interactúa con el plasma, lo que permite a los investigadores aislar la estela dejada por el quark.
El ‘Estela’ Revela Comportamiento Fluido
Los resultados fueron concluyentes: los quarks que se mueven a través de QGP disminuyen su velocidad y crean perturbaciones similares a las de un barco que se mueve en el agua. Esto confirma que el plasma no es sólo un conjunto de partículas sino un fluido cohesivo capaz de resistir el movimiento y transferir energía. Como dice el físico Yen-Jie Lee: “Ahora vemos que el plasma es increíblemente denso, de modo que es capaz de ralentizar un quark y produce salpicaduras y remolinos como un líquido. Así que el plasma de quarks y gluones es realmente una sopa primordial”.
Por qué esto es importante
Comprender el comportamiento de QGP es crucial por varias razones:
- Física del Universo Temprano: Los primeros milisegundos del universo estuvieron dominados por QGP. Conocer sus propiedades permite comprender mejor la formación de la materia tal como la conocemos.
- Fuerzas fundamentales: La forma en que se comporta QGP proporciona pistas sobre cómo la fuerza nuclear fuerte, que une a los quarks, opera a temperaturas y densidades extremas.
- Investigaciones futuras: Las técnicas experimentales desarrolladas en este estudio se pueden aplicar para explorar otras colisiones de alta energía y estados exóticos de la materia.
“En muchas otras áreas de la ciencia, la forma de conocer las propiedades de un material es perturbarlo de alguna manera y medir cómo la perturbación se propaga y se disipa”, explica el físico Krishna Rajagopal.
Este experimento no sólo confirma una teoría; Proporciona una nueva forma de sondear los entornos más extremos del universo. La confirmación de que el universo primitivo era en realidad una sopa caliente y arremolinada de partículas abre nuevas e interesantes vías para comprender los orígenes de todo.
