Os cientistas confirmaram definitivamente que o Universo nos seus primeiros momentos se comportava como um líquido incrivelmente quente e denso – uma “sopa” de partículas fundamentais conhecidas como plasma de quark-glúon (QGP). Esta descoberta, alcançada através de colisões de alta energia no Grande Colisor de Hádrons (LHC) no CERN, fornece a evidência mais forte até agora das propriedades semelhantes a fluidos da matéria logo após o Big Bang.
O primeiro líquido do universo
Imediatamente após o Big Bang, o universo existia como um estado da matéria que nunca observamos diretamente fora de simulações de laboratório: QGP. Esta substância exótica, mais quente que um bilhão de sóis, não era apenas quente, mas também se comportava como um líquido, resistindo ao fluxo como o mel, em vez de se comportar como um gás.
Esta descoberta é importante porque valida modelos teóricos do universo primitivo e ajuda-nos a compreender como as forças fundamentais emergiram deste estado caótico. A existência do QGP como fluido tem sido debatida há anos; agora, os físicos têm provas experimentais claras.
Recriando o Big Bang em colisões
Pesquisadores do MIT e do CERN recriaram condições semelhantes às que se seguiram imediatamente ao Big Bang, colidindo íons pesados (partículas de chumbo) quase à velocidade da luz. Essas colisões geram temperaturas altas o suficiente para formar brevemente o QGP, que então decai em partículas mais familiares.
A principal inovação foi um novo método para analisar o comportamento dos quarks neste plasma. Em vez de procurar pares quark-antiquark (que criam rastros confusos), os cientistas concentraram-se em colisões raras que produzem um quark ao lado de um bóson Z neutro. O bóson Z não interage com o plasma, permitindo aos pesquisadores isolar o rastro deixado pelo quark.
O ‘Wake’ revela comportamento fluido
Os resultados foram conclusivos: os quarks que se movem através do QGP diminuem a velocidade e criam perturbações semelhantes às de um barco que se move na água. Isto confirma que o plasma não é apenas uma coleção de partículas, mas um fluido coeso capaz de resistir ao movimento e transferir energia. Como afirma o físico Yen-Jie Lee: “Agora vemos que o plasma é incrivelmente denso, de tal forma que é capaz de desacelerar um quark e produzir salpicos e redemoinhos como um líquido. Portanto, o plasma de quark-glúon é realmente uma sopa primordial.”
Por que isso é importante
Compreender o comportamento do QGP é crucial por vários motivos:
- Física do Universo Primitivo: Os primeiros milissegundos do universo foram dominados pelo QGP. Conhecer suas propriedades revela insights sobre a formação da matéria como a conhecemos.
- Forças Fundamentais: A forma como o QGP se comporta fornece pistas sobre como a força nuclear forte, que une os quarks, opera em temperaturas e densidades extremas.
- Pesquisas Futuras: As técnicas experimentais desenvolvidas neste estudo podem ser aplicadas para explorar outras colisões de alta energia e estados exóticos da matéria.
“Em muitas outras áreas da ciência, a maneira como você aprende sobre as propriedades de um material é perturbá-lo de alguma forma e medir como a perturbação se espalha e se dissipa”, explica o físico Krishna Rajagopal.
Esta experiência não confirma apenas uma teoria; fornece uma nova maneira de investigar os ambientes mais extremos do universo. A confirmação de que o universo primitivo era de facto uma sopa quente e rodopiante de partículas abre novos e excitantes caminhos para a compreensão das origens de tudo.
