Logo depois do Big Bang, nos primeiros instantes de sua existência, o universo primordial não era apenas muito quente e denso, mas também tinha a consistência de um líquido. Este é o primeiro resultado dos mini Big Bangs criados pelo Grande Colisor de Hádrons [Large Hadron Collider, LHC]. Os mini Big Bangs, reproduções em escala reduzida daquilo que deve ter acontecido quando nosso universo foi criado, foram gerados quando íons de chumbo começaram a colidir depois de acelerados nos 27 km do anel do LHC.
Os experimentos com átomos de chumbo começaram no último dia 07 de novembro. A análise das primeiras colisões foi divulgada em dois artigos científicos divulgados preliminarmente, ainda não avaliados para publicação em periódicos revisados – embora os artigos sejam assinados por quase mil cientistas.
Plasma de quarks-glúons – O experimento ALICE, um dos quatro grandes detectores do LHC, desenvolvido especialmente para estudar os mini Big Bangs, detectou cerca de 18.000 partículas depois de cada colisão entre os íons de chumbo. Os cálculos indicam que os choques estão gerando temperaturas de até 10 milhões de graus.
A essas temperaturas, os cientistas calculam que a matéria normal derreta-se em uma espécie de “sopa” primordial, conhecida como plasma de quarks-glúons. Os primeiros resultados das colisões de chumbo já descartaram uma série de modelos da física teórica, inclusive aqueles que previam que o plasma de quarks-glúons criado nesses níveis de energia deveria se comportar como um gás.
Embora pesquisas anteriores, feitas no acelerador RHIC, nos Estados Unidos, em energias mais baixas, indicassem que as bolas de fogo produzidas em colisões de núcleos atômicos se comportassem como um líquido, muitos físicos ainda esperavam que o plasma de quarks-glúons se comportasse como um gás nas energias muito mais elevadas do LHC.
Mas não foi isso o que aconteceu. “Estes primeiros resultados parecem sugerir que o Universo teria-se comportado como um líquido super-quente imediatamente após o Big Bang”, diz o Dr. David Evans, coordenador do experimento ALICE.
Viscosidade do plasma – Outros pesquisadores, contudo, sugerem maior cautela. Peter Jacobs, outro membro da equipe, afirma que é muito cedo para traduzir as medições em uma afirmação taxativa sobre a viscosidade do plasma de quarks-glúons formado nas colisões do LHC. “Nossa medição do fluxo elíptico é final, mas serão necessárias muitas discussões com os teóricos antes que saibamos o que esses resultados significam em termos de viscosidade”, diz Jacobs.
A equipe também descobriu que, nessas colisões frontais de núcleos atômicos, produz-se mais partículas sub-atômicas do que alguns modelos teóricos previam. A bola de fogo resultante da colisão dura apenas um período muito curto de tempo, mas quando a “sopa” esfria, os pesquisadores são capazes de ver milhares de partículas saindo.
É o caminho dessas partículas que é visto nas imagens. Analisando esses “detritos”, os cientistas tiram conclusões sobre o comportamento da própria sopa.
Detectores do LHC – Embora a referência seja sempre feita ao LHC, que é o acelerador como um todo, suas peças principais são os sensores que detectam os resultados dos impactos das partículas que colidem. São quatro aparelhos: ALICE (A Large Ion Collider Experiment), LHCb (LHC Beauty), ATLAS (A Toroidal LHC Apparatus) e CMS (Compact Muon Solenoid).
Veja mais a respeito do funcionamento do LHC na reportagem Em busca da “Partícula de Deus”.
