Colisões no CERN revelam matéria primordial e a forma invulgar do núcleo do néon

Investigadores do CERN demonstraram que colisões entre núcleos atómicos relativamente leves podem criar minúsculas gotas de plasma de quarks e gluões, revelando também pistas sobre a geometria oculta desses núcleos. Os resultados, sujeitos a revisão por pares, alargam o estudo deste estado primordial da matéria para além dos núcleos pesados, como os de chumbo, que antes se consideravam necessários para o produzir.

A equipa acelerou núcleos de oxigénio-16 e néon-20 até quase à velocidade da luz e comparou depois colisões oxigénio-oxigénio e néon-néon realizadas separadamente. Pensa-se que o plasma de quarks e gluões, um estado extremamente quente em que quarks e gluões se movem livremente, tenha preenchido o Universo durante o seu primeiro milionésimo de segundo.

Como cada gota existe apenas durante uma fração ínfima de segundo, os investigadores estudaram as partículas produzidas à medida que a gota se expandia e arrefecia. O movimento dessas partículas conservava uma marca da geometria original da colisão. As colisões de néon geraram padrões compatíveis com um núcleo alongado, semelhante a um pino de bowling, distintos do padrão mais arredondado produzido pelas colisões de oxigénio.

O resultado é uma inferência, e não uma imagem direta, e as alterações medidas no fluxo triangular não corresponderam quantitativamente às previsões dos modelos, pelo que é necessário prosseguir a investigação. Ainda assim, os resultados demonstram que o fluxo de partículas de alta energia é sensível à estrutura nuclear. Os investigadores planeiam agora experiências com núcleos ainda mais leves, incluindo hélio-4, para explorar até que ponto um sistema pode ser pequeno e ainda assim formar plasma de quarks e gluões.