Batido recorde de temperatura

Físicos do CERN fizeram a sopa primordial mais quente de sempre

Colisões de iões de chumbo para recriar os primeiros momentos após o Big Bang
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Colisões de iões de chumbo para recriar os primeiros momentos após o Big Bang CERN

Em vez de cenouras e batatas, esta é uma sopa de quarks e gluões, um estado da matéria que apenas existiu no início do Universo. Umas fracções de segundo após o Big Bang, há 13.700 milhões de anos, apareceram os quarks e os gluões, os constituintes primordiais da matéria, que circulavam livremente numa sopa primordial. Nessa altura, o Universo era muito quente e denso e são essas condições iniciais após o Big Bang que os físicos tentam recriar nos aceleradores de partículas – e agora deram mais um passo nesse sentido, ao obterem a temperatura mais alta de sempre produzida pelo homem.

Que temperatura foi essa? Os físicos gostam de ser cautelosos e este caso não é excepção. Por isso, o porta-voz de uma das equipas envolvidas nas experiências, no grande acelerador de partículas LHC do Laboratório Europeu de Partículas (CERN), na Suíça, ressalva que os resultados ainda têm alguma incerteza. Mas os resultados da experiência ALICE no LHC – onde se fizeram partículas a altas energias, para delas surgirem outras – apontam para a produção de um plasma de quarks e gluões mais quente do que o que foi obtido num laboratório dos Estados Unidos em 2010. Enquanto nessa altura o Laboratório Nacional Brookhaven, em Nova Iorque, chegou a um plasma com quatro biliões de graus, no CERN esse plasma pode ter atingido os 5,5 biliões de graus, durante experiências realizadas em 2011.

“É uma medição muito delicada”, disse Paolo Giubellino, porta-voz da ALICE, citado no site da revista Nature, explicando que ainda é preciso converter as medições das energias obtidas em graus. “Dêem-nos algumas semanas e [os resultados] estarão cá fora.”

Seja como for, os resultados preliminares da recriação do primeiro estado da matéria no acelerador europeu – que incluíram ainda as experiências ATLAS e CMA, mais conhecidas pela recente descoberta do bosão de Higgs – foram apresentados numa conferência de física, a Quark Matter 2012, esta semana na cidade de Washington. “Com mais dados ainda em análise e com a aquisição de mais dados prevista para Fevereiro, estamos mais perto, como nunca estivemos, de desvendar as propriedades do estado primordial do Universo: o plasma de quarks e gluões”, disse Paolo Giubellino, num comunicado do CERN.

No plasma de quarks e gluões, a matéria ainda não estava organizada em átomos e respectivos núcleos. Depois, o Universo continuou a arrefecer e os quarks e gluões começaram a ligar-se e a formar os protões e os neutrões (os constituintes dos núcleos dos átomos) – que, por sua vez, irão formar a matéria como existe hoje. À força que mantém unidos os três quarks que estão dentro de cada protão e de cada neutrão chama-se “interacção forte” e liga os quarks uns aos outros. São os gluões que mantêm os quarks confinados dentro dos protões e neutrões, como se os colasse dentro de um saco.

O estado do plasma de quarks e gluões, que as colisões a altas energias de iões de chumbo procuram recriar, libertando-os do interior dos protões na tal sopa, já não existe, uma vez que o Universo continuou a expandir-se.

Essa sopa primordial podia não ter cenouras e batatas, mas as batatas e as cenouras que tão bem conhecemos, tal como a matéria de que somos feitos, só existem porque, no início de tudo, houve um plasma de quarks e gluões.