Os físicos do Laboratório Nacional de Brookhaven (Nova York, EUA) obtiveram pela primeira vez gotas de plasma de quark-gluon no Colisor de íons pesados relativísticos (RHIC). Uma substância em estado semelhante, caracterizada por viscosidade quase zero, existia nos primeiros momentos do Big Bang. Isso é relatado em um artigo publicado na revista Nature Physics.
O plasma de quark-gluon é um estado agregado da matéria, no qual os hadrons - uma classe de partículas elementares que incluem prótons e nêutrons - são divididos em quarks e glúons assintoticamente livres. Este estado é semelhante ao do plasma, quando os átomos são ionizados, as cargas são separadas e os núcleos e elétrons podem se mover livremente. No entanto, o plasma permanece quase neutro, ou seja, a carga total dentro de qualquer parte dele é zero. Dentro dos hádrons, os quarks são mantidos juntos por confinamento, enquanto as cores (uma característica quântica especial) de cada quark devem se compensar, e como resultado a matéria hadrônica permanece incolor. O plasma de quark-gluon é quase incolor.
O plasma quark-gluon, que se forma em altas temperaturas, é um líquido quase ideal, no qual não há viscosidade. Acredita-se que ela existiu nos primeiros momentos do Big Bang e esfriou rapidamente, o que levou à hadronização - formação de hádrons incolores a partir de quarks, antiquarks e glúons coloridos, que em baixas temperaturas não podem existir em estado livre.
Cientistas conduziram colisões RHIC entre átomos de ouro e íons acelerados: prótons, deutérios e núcleos de hélio-3 - em um sistema de energia no centro de massa (um sistema no qual as partículas têm momentos iguais e opostos) igual a 200 gigaeletronvolts. De acordo com o modelo teórico, se um plasma de quark-gluon com uma viscosidade extremamente baixa for formado durante uma colisão, então os detectores do colisor deveriam registrar nuvens de partículas que retêm a "forma" dos íons acelerados. Os prótons deixam um rastro circular, os deutérios uma elíptica e uma triangular com o hélio-3.
Os resultados do experimento mostraram que os padrões observados de partículas liberadas durante a colisão de átomos de ouro e íons coincidem com aqueles que deveriam surgir durante a formação de gotas de plasma de quark-gluon.
