Durante um microssegundo após o início do tempo, o universo não continha estrelas, planetas ou átomos comuns. Em vez disso, estava cheio de uma sopa caótica conhecida como plasma de quarks e glúons. Agora, investigadores do Instituto Niels Bohr, na Dinamarca, recriaram esse ambiente antigo. Ao realizar experiências no Grande Colisor de Hádrons (LHC), os cientistas geraram esta matéria primordial num laboratório. Conseguiram isto ao colidir núcleos atómicos muito mais pequenos do que os usados anteriormente.
A investigação ocorreu perto de Genebra, na Suíça, dentro do acelerador de partículas mais potente do mundo. O LHC é uma máquina de 27 quilómetros. Dentro desta instalação, encontra-se o detetor ALICE, um projeto com cerca de 1.800 cientistas de todo o mundo. Aqui, os investigadores recriam as temperaturas e densidades extremas necessárias para derreter protões e neutrões no seu estado original e livre.
Como este plasma primordial arrefece e se desintegra quase instantaneamente, os cientistas não o podem observar diretamente. Em vez disso, estudam as consequências. Analisam as formas como as partículas se espalham após a desintegração do plasma. Emil Gorm Dahlbæk Nielsen, um dos autores do estudo, comparou o processo a ver uma sombra. "É como se iluminássemos um objeto e víssemos a sua sombra", disse. "A sombra revela a forma do objeto. Da mesma forma, o movimento das partículas revela a forma dos núcleos atómicos presentes no início da colisão."
Esta abordagem de alta energia representa uma grande mudança na física nuclear. Durante décadas, os cientistas estudaram a composição dos núcleos atómicos através de observações de baixa energia. You Zhou, professor associado no Instituto Niels Bohr, destacou o valor deste novo método. "Em vez de investigar cuidadosamente os núcleos a baixa energia, fazemo-los colidir às energias mais altas que podemos criar, e agora podemos ler a sua forma a partir da marca que deixam", explicou. Zhou afirmou que a equipa expandiu os limites do quão pequeno um núcleo atómico pode ser, produzindo com sucesso o plasma primordial.
Esta descoberta oferece uma recompensa dupla. "O fascinante é que podemos usar o mesmo experimento tanto para aprender sobre a estrutura dos núcleos atómicos como para compreender melhor o que aconteceu durante o nascimento do universo", disse Zhou, acrescentando que os dois conceitos estão profundamente ligados. Ao compreender as condições exatas necessárias para formar este estado extremo da matéria, os cientistas aproximam-se de responder a uma questão profunda: como é que uma sopa microscópica se transformou no universo complexo que habitamos hoje.