Cientistas criam o menor Big Bang para estudar as origens do Universo
No próprio primeiros momentos do universo, a matéria não existia como conhecemos hoje. Cerca de um milionésimo de segundo após o big bang, o universo era uma sopa densa e quente que os cientistas chamam de plasma de quark-gluon (QGP). Durante vários anos, os colisores de partículas – que colidem moléculas quase à velocidade da luz – têm sido capazes de replicar este estado, mas muitas vezes utilizando elementos pesados como o chumbo.
Agora, uma experiência recente da Organização Europeia para a Investigação Nuclear (também conhecida como CERN pelo seu acrónimo francês) demonstrou que este plasma pode ser produzido por colisões muito menores. Como já não existe uma fonte natural acessível deste lodo primordial, estes micro big bangs podem ajudar a revelar o que aconteceu nos primeiros minutos do nosso universo.
Primeiro, um pouco de contexto. Quarks são o que compõem os prótons e nêutrons, que, por sua vez, são os blocos de construção dos átomos e, portanto, de toda a matéria. Enquanto isso, os glúons – como o nome sugere – unem os quarks.
Durante os primeiros microssegundos do universo, os quarks e os glúons ainda não estavam confinados em prótons e nêutrons, mas formaram um plasma extremamente quente. À medida que o Universo se expandiu, a matéria arrefeceu e os quarks condensaram-se em partículas maiores.
Depois de décadas estudando QGP em grandes colisões nucleares, os físicos estão agora tentando compreender os limites deste estranho estado da matéria. Em particular, estão a explorar até que ponto podem reduzir uma colisão e ainda observar uma coleção de partículas que se comporta como uma gota de fluido.
De acordo com um artigo recente na Physical Review Letters, o CERN e uma equipe internacional de colaboradores conseguiram gerar a substância usando oxigênio-16 e néon-20. Ambos têm menos de um décimo do peso de um átomo de chumbo, que antes era considerado um dos elementos mais leves capazes de gerar QGP.
“Nós ultrapassamos os limites do quão pequenos os núcleos atômicos podem ser, ao mesmo tempo em que recriamos essa matéria primordial – o que você poderia chamar de um ‘pequeno big bang’. Agora sabemos mais sobre as condições fundamentais necessárias para a transição da matéria para este estado extremo”, explicou You Zhou, investigador do Instituto Niels Bohr na Holanda e co-autor do estudo, num comunicado de imprensa.
Os cientistas descobriram que, apesar do pequeno tamanho dos núcleos de oxigénio e néon, as colisões produziram sinais consistentes com o comportamento que esperavam encontrar no QGP. Por um instante, a matéria gerada pareceu se expandir coletivamente como um fluido antes de esfriar e voltar a partículas.
“Esperamos que isto nos ajude a compreender melhor como o plasma se comportou durante os primeiros momentos do universo – e como mais tarde evoluiu para as formas de matéria de que é feito tudo ao nosso redor”, acrescentou Zhou.
Esta história apareceu originalmente em WIRED em espanhol e foi traduzido do espanhol.
