Sopa primordial do universo é recriada em sua menor forma

Por , em 24.12.2018

Pesquisadores recriaram minúsculas gotículas da chamada sopa primordial, o fluido que preencheu o universo em seus primeiros momentos após o Big Bang. Eles conseguiram essa proeza esmagando pequenas partículas em pesados núcleos de ouro quase à velocidade da luz.

Estado raro da matéria é recriado e pode dar pistas sobre a origem do universo

Criar tal ‘sopa de quark’ é uma tarefa difícil. A primeira vez que isso foi feito foi há menos de duas décadas, quando os cientistas esmagaram dois átomos pesados juntos. Neste novo estudo, realizado como parte do experimento PHENIX, no Brookhaven National Laboratory, nos EUA, os pesquisadores foram além da simples criação da substância: eles mostraram que é possível criar amostras da sopa primordial simplesmente atirando pequenas partículas, como prótons, em núcleos mais pesados, como o ouro. Além disso, o novo estudo é uma prova convincente de que tais gotículas podem ser tão pequenas.

Os físicos supunham que gotículas de plasma de quark-glúons tinham que ser relativamente grandes. Para uma gota chegar a fluir como um fluido, o objeto tinha que ser maior que suas partículas constituintes. Uma gota de água, por exemplo, é muito maior que suas próprias moléculas de água. Um aglomerado de três ou quatro moléculas de água individuais não se comportaria como um líquido.

Para fazer com que gotículas de plasma de quark-glúons, os físicos do RHIC aglomeravam grandes núcleos atômicos como o ouro, que produz gotículas cerca de 10 vezes maiores que um próton. Mas os físicos descobriram que, quando colidiram partículas menores, detectavam inesperadamente indícios de gotículas de fluido do tamanho de prótons.

Tal estado de matéria de curta duração, que os teóricos acreditam que imita condições vistas logo após o Big Bang, provavelmente se comporta como um “fluido perfeito”, diz, em um comunicado à imprensa publicado no site da Universidade do Colorado Paul Romatschke, professor de física da Universidade de Boulder.

“Se você pudesse ter uma garrafa deste líquido em sua mesa e você fosse virá-lo e o fizesse passar por um obstáculo, ele o faria com quase nenhum atrito”, diz Romatschke.

Sopa de partículas é a coisa mais quente já feita pelo homem

O fluido tem trilhões de graus celsius e, com quase nenhum atrito, oscila quase à velocidade da luz. “É o fluido mais extremo que conhecemos”, diz ao portal Live Science Jacquelyn Noronha-Hostler, física teórica da Universidade Rutgers, nos EUA.

Universo fluido

Os físicos acreditam que, nos primeiros microssegundos após seu nascimento, o universo estava quente demais para hospedar átomos reunidos. Em vez disso, o cosmos recém-nascido consistiria em um estado semelhante a um líquido conhecido como plasma de quark-glúons.

Pela primeira vez, cientistas afirmam ter criado gotículas desse plasma, revelando como elas podem se expandir em três formas distintas: círculos, elipses e triângulos. Colisões de deutério (um par de prótons e nêutrons) produziram elipses de curta duração, enquanto os átomos de hélio-3 (um trio próton-próton-nêutron) formaram triângulos. Colisões entre prótons individuais explodiram em formas circulares.

O enigma do espaço-tempo

As colisões criadas pelos pesquisadores geraram temperaturas ultra quentes, na casa dos trilhões de graus Celsius, fazendo com que as partículas subatômicas que criam prótons e nêutrons se quebrassem em suas formas elementares. Sob certas condições, a equipe encontrou as gotículas resultantes expandidas para formar as três formas diferentes.

“Isso está realmente nos levando a repensar nossa compreensão das interações e condições desse tipo de fluxo de gotículas”, afirma na matéria do Live Science Jamie Nagle, físico da Universidade do Colorado, nos EUA, que analisou os dados nos experimentos mais recentes. Os resultados podem ajudar os físicos a entender melhor o plasma de quark-glúons do universo primordial e a natureza dos fluidos.

“Significa reescrever nosso conhecimento do que significa ser um fluido”, aponta Noronha-Hostler. [Live Science, Daily Mail, Universidade do Colorado ]

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