Cientistas recriam matéria do universo primordial com 'pequeno Big Bang'

Uma equipe internacional de pesquisadores, liderada pelo Instituto Niels Bohr, da Universidade de Copenhague, na Dinamarca, recriou no Grande Colisor de Hádrons (LHC), do CERN, a matéria primordial que preenchia o universo logo após o Big Bang.

Para isso, os cientistas fizeram colidir núcleos atômicos muito menores do que aqueles que, até então, eram considerados necessários para produzir esse estado extremo da matéria.

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Até agora, os pesquisadores acreditavam que o fenômeno, conhecido como plasma de quarks e glúons, só poderia ser produzido em colisões envolvendo núcleos muito pesados, como os de chumbo.

O novo estudo, publicado na revista Physical Review Letters, mostrou, porém, que o mesmo estado também pode surgir quando núcleos de oxigênio-16 e neônio-20 são acelerados a velocidades próximas à da luz e colidem entre si.

Um "pequeno Big Bang"

O professor You Zhou, que liderou a pesquisa, afirmou que o experimento ultrapassou o que se acreditava ser o limite mínimo necessário para produzir o plasma de quarks e glúons. Segundo ele, o resultado pode ser comparado à criação de "um pequeno Big Bang" em laboratório.

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Quando os núcleos atômicos colidem, forma-se por uma fração de segundo uma minúscula gota de matéria em condições extremas, que se expande rapidamente antes de desaparecer.

Embora o plasma não possa ser observado diretamente, os pesquisadores conseguem estudar as partículas produzidas após sua formação e expansão.

A análise dessas partículas também revelou informações sobre o formato dos núcleos envolvidos na colisão.

Os resultados indicaram que o oxigênio-16 apresenta uma estrutura mais próxima de uma esfera, enquanto o neônio-20 possui uma forma mais alongada, semelhante a um pino de boliche.

O pesquisador Emil Gorm Dahlbaek Nielsen comparou o método a iluminar um objeto e observar sua sombra. Embora os cientistas não consigam enxergar diretamente a matéria criada na colisão, as partículas deixadas para trás carregam informações que permitem reconstruir a geometria dos núcleos originais.

Além de ajudar a compreender as condições existentes nos primeiros momentos do universo, a técnica pode fornecer novas informações sobre a estrutura dos núcleos atômicos e a força nuclear forte, uma das quatro forças fundamentais da natureza.

Os cientistas ainda não sabem qual é o menor sistema capaz de produzir um plasma de quarks e glúons.

Por isso, a equipe pretende realizar novos experimentos com núcleos ainda menores, incluindo o hélio-4.

Para Zhou, investigar esses sistemas em escala cada vez menor pode ajudar não apenas a compreender melhor a estrutura da matéria, mas também a reconstruir o que aconteceu nos primeiros instantes após o nascimento do universo.