Físicos do CERN afirmam que conseguiram criar acidentalmente no Large Hadron Collider (LHC) um plasma de quark-gluon, a matéria do Big Bang. Os resultados desses experimentos foram publicados na revista Nature Physics.
“Estamos muito satisfeitos com esta descoberta. Temos uma nova oportunidade de estudar a matéria em seu estado primário. A capacidade de estudar plasma quark-gluon em condições mais simples e convenientes, como colisões de prótons, abre uma nova dimensão para nós de como podemos estudar como o universo se comportou durante e antes do Big Bang”, disse Federico Antinori (Federcio Antinori), representante oficial da colaboração ALICE dentro do LHC.
O chamado plasma quark-gluon, ou "quagma", é matéria, "desmontada" em partículas minúsculas - quarks e glúons, geralmente mantidos dentro de prótons, nêutrons e outras partículas por fortes interações nucleares. Para a "liberação" de quarks e glúons, são necessárias temperaturas e energias gigantescas, que, como os cientistas hoje acreditam, existiam na natureza apenas na época do Big Bang.
Cerca de dez anos atrás, os físicos descobriram que tais condições podem ser criadas colidindo íons suficientemente pesados uns com os outros usando poderosos aceleradores de partículas. Por muito tempo, os cientistas acreditaram que o quagma não poderia ser obtido de outra forma, mas no ano passado viram os primeiros sinais de que isso não acontecia quando estudaram os resultados de experimentos recentes com o detector CMS do LHC. Descobriu-se que a "matéria primária do Universo" é formada por colisões de prótons únicos e íons de chumbo.
Antinori e seus colegas descobriram que uma espécie de análogo de quagma também ocorre quando os prótons colidem entre si, estudando os dados coletados pelo detector ALICE após o reinício do LHC em abril de 2015 e até hoje.
Prótons e nêutrons são compostos de dois tipos de partículas subatômicas - quarks "para baixo" (d) e "para cima" (u). Existem quatro outros tipos de quarks - adorável (b), encantado (©), estranho (s) e verdadeiro (t). Eles formam a base de formas exóticas de matéria e não existem na natureza de forma estável. Todos esses quarks, como dizem os cientistas, só podem se formar na presença de glúons "livres", dentro de um plasma de quark-glúons.
Como as observações do ALICE mostraram, a colisão de prótons entre si muitas vezes levou ao aparecimento de "nuvens" microscópicas de plasma quark-gluon - uma "sopa" de quarks e gluons de prótons destruídos aquecidos a temperaturas inimaginavelmente altas - cerca de quatro trilhões de graus Celsius. Seus vestígios na forma de partículas contendo os chamados quarks "estranhos" foram detectados pelo detector em grandes quantidades.
Curiosamente, partículas com um grande número de quarks "estranhos" apareceram com mais frequência do que outros produtos de colisões de prótons. Os cientistas acreditam que isso indica as circunstâncias incomuns de seu nascimento, associadas às condições que reinavam dentro do plasma do quark-gluon no momento de sua formação.
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Isso, na opinião deles, sugere que as propriedades do "quagma" podem ser estudadas usando colisões de prótons que são "convenientes" para os físicos, ao invés de íons pesados complexos, o que nos levará mais perto de entender como o Universo parecia antes e durante o Big Bang.
