En el muy En los primeros momentos del universo, la materia no existía como la conocemos hoy. Aproximadamente una millonésima de segundo después del big bang, el universo era una sopa densa y caliente que los científicos llaman plasma de quarks-gluones (QGP). Durante varios años, los colisionadores de partículas (que chocan moléculas a casi la velocidad de la luz) han podido replicar este estado, pero a menudo utilizando elementos pesados como el plomo.
Ahora, un experimento reciente de la Organización Europea para la Investigación Nuclear (también conocida como CERN por su acrónimo francés) ha demostrado que este plasma puede producirse mediante colisiones mucho más pequeñas. Dado que ya no existe una fuente natural accesible de este lodo primordial, estos microbig bangs pueden ayudar a revelar lo que sucedió en los primeros minutos de nuestro universo.
Primero, un poco de contexto. Los quarks son los que forman los protones y los neutrones, que, a su vez, son los componentes básicos de los átomos y, por tanto, de toda la materia. Mientras tanto, los gluones, como su nombre indica, unen a los quarks.
Durante los primeros microsegundos del universo, los quarks y gluones aún no estaban confinados dentro de protones y neutrones, sino que formaban un plasma extremadamente caliente. A medida que el universo se expandió, la materia se enfrió y los quarks se condensaron en partículas más grandes.
Después de décadas de estudiar QGP en grandes colisiones nucleares, los físicos ahora están tratando de comprender los límites de este extraño estado de la materia. En particular, están explorando hasta qué punto pueden reducir la escala de una colisión y seguir observando una colección de partículas que se comporta como una gota de fluido.
Según un artículo reciente en Physical Review Letters, el CERN y un equipo internacional de colaboradores pudieron generar la sustancia utilizando oxígeno-16 y neón-20. Ambos pesan menos de una décima parte del peso de un átomo de plomo, que antes se consideraba uno de los elementos más ligeros capaces de generar QGP.
“Hemos traspasado los límites de lo pequeños que pueden ser los núcleos atómicos y al mismo tiempo recreamos esta materia primordial, lo que se podría llamar un ‘pequeño big bang’. Ahora sabemos más sobre las condiciones fundamentales necesarias para que la materia pase a este estado extremo”, explicó en un comunicado de prensa You Zhou, investigador del Instituto Niels Bohr de los Países Bajos y coautor del estudio.
Los científicos descubrieron que, a pesar del pequeño tamaño de los núcleos de oxígeno y neón, las colisiones producían señales consistentes con el comportamiento que esperaban encontrar en QGP. Por un instante, la materia generada pareció expandirse colectivamente como un fluido antes de enfriarse y volver a convertirse en partículas.
“Con suerte, esto nos ayudará a comprender mejor cómo se comportó el plasma durante los primeros momentos del universo y cómo evolucionó posteriormente hacia las formas de materia de las que está hecho todo lo que nos rodea”, añadió Zhou.
Esta historia apareció originalmente en WIRED en Español y ha sido traducida del español.