Nos primeiros instantes depois do Big Bang, o universo era muito diferente daquele que conhecemos hoje.
Ainda não existiam átomos, estrelas ou planetas. Nem mesmo prótons e nêutrons haviam assumido completamente a forma que apresentam atualmente.
Em seu lugar havia uma matéria extremamente quente e densa, formada por partículas elementares capazes de se movimentar livremente.
Os físicos chamam esse estado de plasma de quarks e glúons. Acredita-se que ele tenha preenchido o universo durante seus primeiros milionésimos de segundo.
Agora, cientistas do Grande Colisor de Hádrons (LHC), do CERN, descobriram que é possível recriar sinais dessa matéria primordial utilizando partículas surpreendentemente pequenas.
Cientistas usaram oxigênio e neônio
Durante décadas, uma das principais maneiras de produzir plasma de quarks e glúons em laboratório foi colidir núcleos atômicos muito pesados, como os de chumbo, a velocidades próximas à da luz.
O impacto concentra tanta energia que, durante uma fração minúscula de segundo, os componentes dessas partículas deixam de se comportar normalmente.
O novo experimento mostrou que núcleos muito menores também podem produzir sinais do fenômeno.
Os pesquisadores utilizaram oxigênio e neônio.
A diferença é considerável. Os núcleos de chumbo empregados normalmente nesses experimentos possuem mais de 200 prótons e nêutrons. O oxigênio utilizado no novo trabalho possui apenas 16, enquanto o neônio tem 20.
“Levamos ao limite o quão pequenos os núcleos atômicos podem ser e ainda assim recriar essa matéria primordial”, explicou o pesquisador You Zhou.
Um pequeno laboratório do universo primitivo
O experimento foi realizado pelo ALICE, um dos grandes detectores instalados no LHC.
Em julho de 2025, os cientistas aceleraram núcleos de oxigênio e neônio até velocidades próximas à da luz antes de fazê-los colidir.
Os impactos alcançaram energias de vários trilhões de elétron-volts.
O possível plasma produzido desaparece rápido demais para ser observado diretamente. Por isso, os pesquisadores precisam reconstruir o que aconteceu analisando as partículas liberadas imediatamente após cada colisão.
E foi justamente nelas que encontraram algo interessante.
Muitas partículas não foram lançadas de maneira completamente independente. Em vez disso, apresentaram padrões coletivos de movimento.
Era como se, durante um instante extremamente curto, tivessem pertencido a uma minúscula gota de líquido.
A matéria se comportou como um líquido
Esse comportamento coletivo é uma das principais características esperadas quando surge o plasma de quarks e glúons.
Embora seja chamado de plasma, esse estado extremo da matéria apresenta propriedades que podem fazê-lo se comportar como um líquido quase perfeito.
Os padrões registrados pelo ALICE também ficaram de acordo com previsões feitas anteriormente por modelos teóricos.
Houve ainda outra descoberta interessante.
As diferenças observadas entre as colisões de oxigênio e neônio pareciam refletir a própria organização e o formato desses núcleos em escala subatômica.
Isso significa que o experimento pode ajudar os físicos a responder duas perguntas ao mesmo tempo.
A primeira é como a matéria se comportava nos primeiros momentos do universo. A segunda é como prótons e nêutrons estão organizados dentro dos núcleos atômicos.
Outros experimentos do CERN encontraram sinais semelhantes
Os resultados do ALICE não apareceram isoladamente.
Outros detectores do LHC também encontraram indícios compatíveis com a formação desse estado extremo da matéria utilizando elementos mais leves.
O CMS, por exemplo, observou que determinadas partículas perdiam energia após colisões envolvendo oxigênio.
Esse fenômeno pode acontecer quando partículas atravessam uma pequena quantidade de plasma de quarks e glúons.
Os quatro grandes experimentos do LHC — ALICE, ATLAS, CMS e LHCb — já registraram diferentes sinais compatíveis com a formação desse estado em colisões envolvendo oxigênio e neônio.
As temperaturas alcançadas nesses impactos podem superar em mais de 100 mil vezes a temperatura existente no centro do Sol.
Até onde os cientistas podem reduzir o experimento?
Essa é a próxima grande pergunta.
Se núcleos muito menores do que o chumbo conseguem produzir sinais do plasma primordial, os físicos querem descobrir qual é o limite.
Um dos possíveis candidatos para futuros experimentos é o hélio, um dos elementos mais leves do universo.
Caso colisões envolvendo sistemas ainda menores também consigam produzir esse comportamento coletivo, os cientistas terão de reconsiderar quais são as condições mínimas necessárias para formar o plasma de quarks e glúons.
Isso ajudaria a compreender melhor como essa matéria surge e quanto material é necessário para que partículas individuais comecem a se comportar coletivamente.
CERN não está recriando literalmente o Big Bang
Apesar do impacto da descoberta, existe uma diferença importante.
Os cientistas não estão recriando o Big Bang em laboratório.
O que o LHC consegue fazer é reproduzir, durante uma fração minúscula de segundo e em uma escala microscópica, algumas das condições extremas que existiram pouco depois do nascimento do universo.
É justamente isso que torna esses experimentos tão valiosos.
Quanto menores forem os sistemas capazes de produzir o plasma de quarks e glúons, mais precisamente os pesquisadores poderão determinar quais condições fazem essa matéria aparecer.
E entender esse limite pode oferecer novas pistas sobre uma das maiores transformações da história do cosmos: como um universo preenchido por partículas livres começou a formar prótons, nêutrons, átomos e, bilhões de anos depois, tudo aquilo que vemos ao nosso redor.
[ Fonte: La Vanguardia ]
