Matéria mais densa criada na máquina do Big-Bang

"Além dos buracos negros, não há nada mais denso"

A foto do detector Alice do LHC, que ajudou a observar a matéria mais densa.

Uma substância muito quente recentemente feita no Grande Colisor de Hadrons (LHC, em inglês) é a forma de matéria mais densa já observada, anunciaram os cientistas essa semana.

Conhecido como plasma quark-glúon, o estado primordial da matéria pode ser como todo universo era instantes depois do big bang.

O material exótico é mais que cem mil vezes mais quente que o interior do sol e é mais denso que uma estrela de nêutrons, um dos objetos mais densos conhecidos no universo.

"Além dos buracos negros, não há nada mais denso do que nós criamos," disse David Evans, um físico da Universidade de Birmingham no Reino Unido e líder da equipe do detector ALICE, que ajudou a observar o plasma de quark-glúon.

"Se você tivesse um centímetro cúbico desse material, ele pesaria 40 bilhões de toneladas."

Matéria mais densa se comporta como líquido perfeito

Ao acionarem centenas de milhares de colisões em alta velocidade a cada segundo, físicos usando o LHC esperam quebrar partículas subatômicas na forma mais básica da matéria, que pode ser usado para estudar como o universo era um trilionésimo de segundo depois do big bang.

Cientistas do LHC fizeram o plasma quark-glúon no ultimo ano pelo choque de íons de chumbo - átomos de chumbo que tiveram seus elétrons arrancados - próximo a velocidade da luz.

Como o nome sugere, o plasma quak-glúon é composto de quarks e glúons. Quarks são estruturas elementares do positivamente carregado próton e do neutro nêutron, que compõe o núcleo atômico. Glúons são partículas que "colam" os quarks em conjunto usando a chamada força forte.

Acredita-se que, como o universo esfriou, o plasma quark-glúon que existiu depois do big bang uniu-se para a forma da matéria como a conhecemos hoje.

O plasma quark-glúon criado no LHC é cerca de duas vezes a quantidade e cerca de duas vezes mais quente como anteriormente feito usando o Colisor Relativístico de Ions Pesados (RHIC, em inglês) no Laboratório Nacional no Upton, Nova Iorque.

Ainda, o plasma criado pelas duas maquinas são muito similares, cientistas disseram esta semana durante a Quark Matter Conference 2011 em Annecy, França. Por exemplo, cientistas tem agora confirmado que ambas as versões se comportam como, assim chamados, líquidos perfeitos, com cerca de zero atrito.

"Se você mexer uma xícara de chá com uma colher e depois tirar a colher, o chá agita-se por um tempo e depois para. Se você tivesse um líquido perfeito e o agitasse, ele continuaria sua trajetória para sempre." Evans explicou.

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Algumas teorias preveem que, no calor extremo do início do universo, quarks e glúons teriam sidos mais afastados, criando um quark-glúon que se comporta como um gás. O time do ALICE está, portanto, procurando por evidencias do comportamento de tal gás nos estágios iniciais da formação do seu plasma quark-glúon.

"Existem pequenas diferenças entre nossas medições e as do RHIC." Evans disse.

"Poderia bem ser que nos estágios iniciais [do nosso plasma quark-glúon], ele se comportasse mais como um gás, e, então, à medida que esfria se transforma em líquido, mas nós vamos precisar investigar mais.

Altos e Baixos de Fazer Matéria

Se esta transição gás para líquido tivesse de fato sido observada, ela seria surpreendente, já que a teoria prevê que isso deve ocorrer em mais elevadas temperaturas do que aquelas atualmente produzidas no LHC, disse Thomas Ludlam, presidente do departamento de física do Brookhaven.

"Eu consideraria a alegação do ALICE, que eles podem estar vendo dicas, como esta muito especulativa, mas interessante nesta fase". disse Ludlam, que não estava envolvido no projeto.

Os resultados, no entante, são muito empolgantes , ele acrescentou. "Eles mostram que o LHC - que entrou em operação em 2009 depois de mais de um ano de atraso devido a problemas mecânicos - está diretamente no jogo agora."

Além disso, comparando o plasma quark-glúon de menor energia criada no RHIC com a versão de mais alta energia do LHC, os cientistas poderiam obter um melhor entendimento de como e quando a substancia mudou com o esfriamento do universo, afirmou Ludlam.

"Acho que estamos agora em um ponto onde, com estas duas máquinas, podemos examinar, sobre uma faixa de energia muito grande, as propriedade do plasma quark-glúon a medida que evoluiu com a temperatura e densidade." afirmou Ludlam.

Com este objetivo em mente, ele acrescentou, cientistas vêm tentado desde o ano passado  criar um plasma quark-glúon mesmo em energias mais baixas, para encontrar a temperatura em que quarks e glúons se unem para formar prótons e nêutrons.

Entretanto, o LHC está ainda operando a apenas metade de sua energia máxima, e a equipe do ALICE espera criar formas ainda mais densa de plasma quark-glúon como a evolução de máquinas no futuro.

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Matéria original: http://news.nationalgeographic.com/news/2011/05/110524-densest-matter-created-lhc-alice-big-bang-space-science/

Traduzido por: Alisson Machado.

Não sou formado em inglês, então qualquer erro de tradução me desculpe e me corrijam ;)