Pesquisadores do Instituto Niels Bohr da Universidade de Copenhague e da Organização Europeia para Pesquisa Nuclear (CERN) recriaram, no Grande Colisor de Hádrons (LHC), um estado da matéria que existia no Universo um milionésimo de segundo após o Big Bang. O resultado foi obtido com núcleos de oxigênio-16 e néon-20, elementos mais leves que o chumbo usado tradicionalmente nesses experimentos.
O estudo desafia a ideia de que a reprodução da chamada sopa primordial dependia necessariamente de núcleos pesados. Os isótopos empregados são cerca de 10 vezes mais leves que o chumbo e, mesmo assim, produziram sinais semelhantes aos registrados em colisões com esse elemento, quando acelerados a velocidades próximas à da luz.
O plasma primordial
Nos primeiros momentos do Universo, a matéria não estava organizada como prótons e nêutrons. Quarks e glúons permaneciam livres em um estado extremamente quente e denso chamado Plasma de Quarks e Glúons (QGP). Com a expansão e o resfriamento do Universo, essas partículas começaram a se unir e formaram estruturas maiores.
O QGP dura apenas instantes e não pode ser observado diretamente. Por isso, os pesquisadores analisam o padrão de movimentos deixado pelos núcleos depois que o plasma esfria. O experimento identificou uma sombra geométrica associada ao formato dos elementos: o oxigênio-16 produziu um rastro arredondado, enquanto o néon apresentou um formato alongado.
Durante a fase quente, o QGP se comporta e se expande como um fluido. Depois do resfriamento, volta a assumir a forma de partículas. Para You Zhou, professor associado do Instituto Niels Bohr, a equipe chegou ao limite de criação do QGP com os menores e mais leves elementos possíveis.
O resultado pode ajudar a investigar como a matéria passa de um estado estável para o QGP e como a geometria dos núcleos influencia esse processo. O próximo passo previsto é repetir o procedimento com elementos ainda mais leves, como hélio-4, para determinar o limite mínimo necessário à formação do plasma.
A pesquisa foi publicada em 17 de agosto de 2026 na Physical Review Letters, no volume 137, sob o título Evidence of Nuclear Geometry-Driven Anisotropic Flow in O+O and Ne+Ne Collisions at √𝑠NN=5.36 TeV. O trabalho reúne pesquisadores ligados ao Experimento ALICE, do LHC, dedicado ao estudo das condições do Universo logo após seu nascimento.
