Cientistas do MIT e do CERN encontraram a primeira evidência de que o plasma de quarks e glúons — a "sopa primordial" do Universo instantes após o Big Bang — realmente se comportava como um líquido, fluindo e formando redemoinhos ao interagir com quarks em colisões de alta energia.

Logo após o Big Bang, o Universo existiu como um plasma de quarks e glúons extremamente denso e quente, uma "sopa primordial" a um trilhão de graus. Um novo experimento trouxe a primeira evidência direta de que essa substância exótica realmente se comportava como um líquido em movimento, capaz de fluir e girar.

Pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT, na sigla em inglês) e da Organização Europeia para a Pesquisa Nuclear (CERN) recriaram colisões de íons pesados semelhantes às que formaram o plasma de quarks e glúons (QGP, na sigla em inglês) para estudar suas propriedades. A questão central era entender se um quark atravessando esse plasma se comportaria como em um líquido coeso ou como em um conjunto disperso de partículas.

As colisões de partículas de chumbo no Grande Colisor de Hádrons produziram jatos de quarks e pequenas gotas de QGP, permitindo aos cientistas rastrear como essas partículas energéticas interagiam com o plasma. A equipe utilizou uma estratégia experimental inédita que ofereceu uma visão mais clara do comportamento do QGP do que estudos anteriores.

De acordo com o Science Alert, os resultados mostraram que o plasma é tão denso que consegue desacelerar um quark e gerar respingos e redemoinhos, comportamento típico de um líquido. Assim como um barco deixa um rastro na água, um quark transfere energia ao plasma, criando uma trilha turbulenta.

Detectar esse rastro, porém, é extremamente complexo. O QGP existe por um quatrilionésimo de segundo e envolve dezenas de milhares de partículas interagindo intensamente. Além disso, quarks costumam ser produzidos em pares com antiquarks, o que dificulta isolar o efeito de apenas um deles.

Para contornar isso, os físicos buscaram eventos raros em que um quark é produzido junto a um bóson Z, que não interage com o plasma. Entre 13 bilhões de colisões analisadas, apenas cerca de 2.000 apresentaram essa combinação, mas ela permitiu observar com clareza o rastro deixado por um único quark.

A análise confirmou previsões teóricas de que o QGP se comporta como um líquido, embora o debate científico ainda deva continuar. A nova técnica abre caminho para estudar fenômenos semelhantes em outras colisões de alta energia, ajudando a desvendar uma das substâncias mais misteriosas da história do Universo.