Pesquisadores do Niels Bohr Institute e da colaboração ALICE conseguiram reproduzir uma forma de matéria que existiu nos primeiros instantes do Universo. Para isso, fizeram núcleos de oxigênio-16 e neônio-20 colidirem quase à velocidade da luz.O experimento produziu plasma de quarks e glúons, considerado a forma mais antiga de matéria do Universo. O estudo também mostrou que núcleos bem menores que o chumbo podem gerar esse estado extremo.Um choque microscópico pode revelar como era a matéria no primeiro milionésimo de segundo após o Big Bang. – Imagem: Divulgação/ALICE@CERNUm Big Bang em miniaturaA colisão acontece no CERN, na Suíça. Quando os núcleos se chocam em velocidades próximas à da luz, seus componentes formam uma pequena gota de plasma de quarks e glúons. Ela dura uma fração de segundo antes de se expandir.Esse estado teria dominado o Universo durante seu primeiro milionésimo de segundo. A temperatura era tão alta que prótons e nêutrons ainda não existiam. Quarks e glúons permaneciam livres.Até agora, experimentos desse tipo eram associados principalmente a colisões envolvendo núcleos muito pesados, como os de chumbo. O novo trabalho amplia esse cenário:Oxigênio-16 e neônio-20 foram usados nas colisões;Os núcleos foram acelerados a velocidades próximas à da luz;O choque gerou uma pequena gota de plasma;As partículas produzidas carregaram informações sobre a estrutura dos núcleos.Nós ampliamos o limite de quão pequenos os núcleos atômicos podem ser e ainda assim reproduzir essa matéria primordial — o que poderíamos chamar de um Pequeno Big Bang.You Zhou, professor associado que liderou o experimento, em nota.Para ele, a descoberta ajuda a delimitar as condições necessárias para que a matéria entre nesse estado.O formato aparece nas partículasO plasma desaparece rápido demais para ser observado diretamente. O caminho encontrado pelos pesquisadores é olhar para o que fica depois da colisão.As partículas liberadas pelo choque carregam um padrão relacionado ao formato do núcleo que originou o processo. Com oxigênio, o desenho é mais arredondado. Com neônio, assume uma configuração parecida com um pino de boliche.“É um pouco como iluminar um objeto e observar sua sombra”, explica Emil Gorm Dahlbæk Nielsen, pesquisador de pós-doutorado do Niels Bohr Institute e coautor do estudo.Nielsen usa essa comparação para detalhar o método. Assim como uma sombra fornece pistas sobre um objeto que não pode ser visto diretamente, o movimento das partículas revela características do núcleo.O plasma de quarks e glúons durou uma fração de segundo, mas deixou pistas sobre os primeiros momentos do Universo. – Imagem criada por inteligência artificial (ChatGPT / Olhar Digital)Da estrutura nuclear ao nascimento do UniversoA forma dos núcleos atômicos interessa aos físicos há mais de 70 anos. O tema também faz parte da história do Niels Bohr Institute: o trabalho de Aage Bohr sobre a estrutura nuclear contribuiu para o Nobel de Física que ele recebeu em 1975.Essa geometria não é apenas uma questão de formato. Ela indica como prótons e nêutrons se organizam e fornece pistas sobre a força forte, uma das quatro forças fundamentais da natureza.Leia mais:Objeto visto pelo James Webb 660 milhões de anos após o Big Bang pode ser uma “estrela de buraco negro”O “nada” antes do Big Bang escondia um Universo em formaçãoHubble revela galáxia que se fundiu com a Via Láctea há 11,8 bilhões de anosA pesquisa propõe uma abordagem diferente. Em vez de estudar os núcleos apenas em baixas energias, os cientistas usam colisões extremas para observar as marcas deixadas pelas partículas.O próximo teste deve envolver núcleos ainda menores, como o hélio-4. Os pesquisadores querem descobrir até onde é possível reduzir o tamanho dos núcleos e ainda produzir plasma de quarks e glúons.“O que é fascinante é que podemos usar o mesmo experimento tanto para aprender sobre a estrutura dos núcleos atômicos quanto para entender melhor o que aconteceu durante o nascimento do Universo”, explica Zhou.O experimento conecta duas perguntas fundamentais da física: como os núcleos se organizam e como a matéria surgiu nos primeiros instantes do Universo.O post Cientistas recriam “mini Big Bang” em experimento no CERN apareceu primeiro em Olhar Digital.