Um grupo de físicos do Niels Bohr Institute, em conjunto com a colaboração ALICE do CERN, conseguiu gerar, em laboratório, uma forma de matéria que existiu nos primeiros momentos após o Big Bang.

Para isso, foram feitas colisões entre núcleos de oxigênio‑16 e de neônio‑20 acelerados a velocidades próximas à da luz. O impacto produziu uma diminuta gota de plasma de quarks e glúons, o estado mais antigo de matéria conhecido, que permaneceu existente por apenas uma fração de segundo antes de se expandir.

O experimento demonstra que núcleos muito menores que o tradicional chumbo podem alcançar esse regime extremo. Os pontos principais são: oxigênio‑16 e neônio‑20 foram empregados nas colisões; os núcleos foram impulsionados a velocidades quase lumínicas; o choque originou uma pequena gota de plasma; as partículas emitidas carregam informações sobre a estrutura original dos núcleos.

Como o plasma desaparece rapidamente demais para ser observado diretamente, os cientistas analisam as partículas que emergem após a colisão. O padrão dessas partículas revela a forma do núcleo que gerou o evento: com oxigênio o desenho é mais arredondado, enquanto com neônio a configuração lembra 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.

A forma dos núcleos atômicos tem sido objeto de investigação há mais de setenta anos, e o próprio Instituto tem tradição nessa área: o trabalho de Aage Bohr sobre estrutura nuclear contribuiu para o Prêmio Nobel de Física de 1975.

Essa geometria não é apenas estética; ela indica como prótons e nêutrons se organizam dentro do núcleo e fornece pistas sobre a força forte, uma das quatro interações fundamentais da natureza.

Os próximos passos incluem colisões envolvendo núcleos ainda menores, como o hélio‑4, para determinar até que ponto o tamanho nuclear pode ser reduzido mantendo a capacidade de gerar 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”, afirma Zhou, outro pesquisador envolvido no projeto.

Ao conectar duas questões centrais da física – a organização dos núcleos e a origem da matéria – o estudo abre novas perspectivas para a compreensão dos primeiros milionésimos de segundo do cosmos.

Com informacoes de Olhar Digital.