Físicos recriam o primeiro milissegundo após o Big Bang
Experimentos com colisões de partículas revelam evidências diretas don esatdo da matéria universal pós Big Bang
Pesquisadores envolvidos na colaboração CMS (Compact Muon Solenoid), um dos experimentos do Grande Colisor de Hádrons (LHC) no CERN, anunciaram uma descoberta que oferece um dos primeiros vislumbres diretos de como era o universo nos primeiros milissegundos depois do Big Bang. Usando colisões de alta energia entre partículas subatômicas, os cientistas conseguiram recriar e observar um “plasma primordial” extremamente quente e espesso, e detectaram pela primeira vez um efeito direto de um quark — uma das partículas fundamentais — movendo-se através dessa substância, deixando um rastro que comprova a natureza “sopa” desse meio primordial.
O estado observado é conhecido como plasma de quarks e glúons, uma forma de matéria que existiu quando o universo tinha apenas frações de segundo de vida e que ainda hoje não pode ser observado diretamente no espaço. Ao contrário de estados de matéria familiares — sólido, líquido, gasoso — esse plasma é composto por quarks e glúons que, em condições normais, ficam confinados dentro de prótons e nêutrons. No plasma primordial, no entanto, essas partículas estavam livres e interagiam em um fluido que, surpreendentemente, se comporta como uma substância espessa e “viscosa”, mais semelhante a uma sopa densa do que a uma mistura rarefeita de partículas.
Os cientistas focaram no padrão deixado por um quark de alta energia enquanto atravessava essa sopa de partículas, observando uma “onda de choque”de partículas deixada para trás. Essa evidência é um dos primeiros sinais diretos de como essa matéria primordial reagia ao movimento de partículas individuais, sugerindo que o plasma não era simplesmente um gás de partículas livres, mas sim um fluido com propriedades coletivas distintas.
Esses experimentos são parte de um esforço de décadas para entender a natureza do universo nos momentos imediatamente após sua origem — um período que é impossível de estudar com telescópios porque não deixou luz diretamente observável, como a radiação cósmica de fundo que aparece apenas muito depois. Em vez disso, pesquisadores criam condições semelhantes às do início do cosmos colidindo íons pesados a velocidades próximas à da luz, produzindo breves gotas desse plasma primitivo que duram apenas microssegundos antes de se expandirem e esfriem rapidamente.
O estudo, publicado na revista Physics Letters B, abre novas portas para a compreensão de como as interações fundamentais da física — como a força forte, que mantém quarks juntos em núcleos atômicos — atuavam em um universo extremamente quente e denso.
