O que aconteceria se fosse possível reproduzir, dentro de um laboratório, as condições que existiam nos primeiros instantes do universo? Embora pareça uma ideia de ficção científica, pesquisadores conseguiram produzir uma forma de matéria que teria preenchido o cosmos logo após o Big Bang. A descoberta desafia algumas expectativas sobre as condições necessárias para sua formação e pode ajudar a explicar como surgiram as partículas que compõem tudo ao nosso redor.
Cientistas conseguiram recriar uma matéria que existiu logo após o Big Bang
Pesquisadores do Laboratório Nacional de Brookhaven, nos Estados Unidos, encontraram fortes evidências da formação de um estado extraordinário da matéria ao provocar colisões entre núcleos de oxigênio acelerados a velocidades próximas à da luz.
O experimento foi realizado no Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC), um acelerador de partículas projetado para investigar as condições extremas que existiam durante os primeiros microssegundos do universo.
O material produzido é conhecido como plasma de quarks e glúons, uma mistura extremamente quente e densa de partículas fundamentais.
Segundo os modelos cosmológicos atuais, essa forma de matéria predominou no universo primitivo, antes que quarks e glúons se combinassem para formar prótons e nêutrons.
A descoberta foi apresentada em um estudo publicado na revista Physical Review Letters em 20 de outubro de 2026.
O aspecto mais surpreendente é que os pesquisadores conseguiram identificar sinais desse plasma utilizando núcleos muito menores e energias significativamente inferiores às empregadas em outros experimentos semelhantes.
Isso amplia o conhecimento sobre as condições mínimas necessárias para produzir uma matéria semelhante àquela que existiu no início do cosmos.
Como uma colisão entre átomos pode reproduzir o universo primitivo?
Para compreender o experimento, é necessário observar o interior da matéria.
Prótons e nêutrons, presentes nos núcleos atômicos, são formados por partículas chamadas quarks, mantidas unidas pela interação forte, transmitida pelos glúons.
Em condições normais, os quarks permanecem confinados dentro de partículas compostas.
Entretanto, quando núcleos atômicos colidem com energia suficiente, essa organização pode ser temporariamente desfeita.
O resultado é uma pequena região de plasma de quarks e glúons, na qual essas partículas deixam de permanecer confinadas em prótons e nêutrons individuais.
Tradicionalmente, os cientistas utilizavam núcleos pesados, como os de ouro, para produzir esse fenômeno.
Cada núcleo de ouro usado nesses experimentos contém 79 prótons e 118 nêutrons.
No novo estudo, a equipe decidiu trabalhar com oxigênio, cujos núcleos possuem apenas oito prótons e oito nêutrons.
A diferença de tamanho é fundamental. Ao investigar colisões menores, os pesquisadores podem descobrir até que ponto é possível reduzir as dimensões e a energia do sistema sem impedir a formação do plasma.
Um sinal de 20% revelou a presença da matéria primordial
Como o plasma existe por um intervalo extremamente curto, inferior a um bilionésimo de bilionésimo de segundo, não é possível observá-lo diretamente como um material convencional.
Os pesquisadores precisam investigar as partículas produzidas durante as colisões.
Uma das principais evidências é um fenômeno chamado jet quenching, ou supressão de jatos.
Quando partículas altamente energéticas atravessam o plasma, elas interagem com o material e perdem parte de sua energia.
A equipe analisou dados coletados em 2021 pelo detector STAR, durante colisões entre núcleos de oxigênio com energia de 200 bilhões de elétron-volts por par de núcleons.
Os resultados revelaram uma supressão de aproximadamente 20% na produção de partículas de alta energia associadas aos jatos, ao comparar colisões de maior e menor atividade.
Essa diferença é menor do que a observada em colisões envolvendo núcleos de ouro, mas representa uma evidência importante da formação do plasma.
Segundo o Laboratório Nacional de Brookhaven, o resultado demonstra que sinais característicos dessa matéria primordial podem aparecer em sistemas menores e menos energéticos do que aqueles tradicionalmente utilizados.
O que essa descoberta muda na compreensão do universo?
O experimento não reproduziu o Big Bang propriamente dito, mas um estado da matéria que teria existido pouco depois dele.
Essa distinção é importante porque os cientistas não estão recriando a origem do espaço e do tempo, mas investigando as propriedades físicas do universo extremamente jovem.
A descoberta também permite comparar resultados obtidos em diferentes aceleradores.
Em 2025, o Grande Colisor de Hádrons (LHC), operado pelo CERN, realizou colisões entre núcleos de oxigênio com energias superiores a 5.000 bilhões de elétron-volts por par de núcleons.
Os experimentos europeus também identificaram sinais de formação do plasma.
Agora, os dados americanos demonstram que fenômenos semelhantes podem ocorrer com energias muito menores.
Essa comparação ajuda os físicos a investigar uma questão ainda não resolvida: qual é o menor sistema capaz de produzir plasma de quarks e glúons?
Encontrar esse limite permitirá testar modelos da interação forte e compreender melhor a transição entre a matéria primordial e as partículas que formam os átomos atuais.
Novos experimentos podem revelar até onde a matéria primordial consegue existir
Embora o RHIC tenha encerrado suas operações em fevereiro de 2026, a investigação está longe de terminar.
Os pesquisadores ainda precisam analisar informações coletadas durante a última campanha experimental, incluindo medições realizadas pelos detectores STAR e sPHENIX.
Esses dados poderão ajudar a determinar em quais condições os sinais do plasma desaparecem.
O desafio consiste em reduzir progressivamente a energia e o tamanho dos sistemas investigados, identificando o ponto em que a matéria deixa de apresentar o comportamento característico do plasma.
Os resultados também podem contribuir para compreender uma propriedade surpreendente desse material: apesar de sua temperatura extrema, ele apresenta comportamento coletivo semelhante ao de um líquido com viscosidade excepcionalmente baixa.
Mais de 13 bilhões de anos depois do Big Bang, os cientistas continuam encontrando maneiras de investigar os primeiros instantes do cosmos.
E a nova descoberta sugere que uma das formas mais antigas de matéria do universo pode surgir em condições menos extremas do que se demonstrava anteriormente.
