Justo después del Big Bang, el universo era una sopa increíblemente caliente y densa, con temperaturas de billones de grados. Ahora, un estudio en Physics Letters B confirma que esa “sopa” realmente se movía como un líquido.
Los científicos llaman a esa sustancia plasma de quarks y gluones, o QGP. Fue el primer y más caliente líquido que existió, mucho más ardiente que la superficie del Sol.
Ese estado extremo duró apenas millonésimas de segundo. Luego el universo se expandió, se enfrió y permitió que se formaran los primeros átomos.
Para entender mejor cómo se comportaba ese plasma, físicos del MIT y del CERN recrearon condiciones similares usando colisiones de iones pesados en el Gran Colisionador de Hadrones.
En el LHC hacen chocar núcleos de plomo casi a la velocidad de la luz. Esos impactos generan chorros de partículas y pequeñas gotas de plasma de quarks y gluones.
La gran pregunta era simple pero profunda. Cuando un quark atraviesa ese plasma, ¿se mueve como si cruzara un líquido espeso o como si chocara con partículas sueltas?
Para responderla, los investigadores analizaron datos de 13 mil millones de colisiones. Usaron una estrategia nueva que les permitió ver con más claridad lo que pasaba.
Observaron cómo los quarks perdían energía al atravesar el plasma. Igual que una lancha deja una estela en el agua, el quark transfiere impulso y crea una especie de “ola” detrás.
El problema es que no se puede ver esa estela directamente. El plasma dura una fracción diminuta de segundo y produce miles de partículas que interactúan al mismo tiempo.
Además, los quarks casi nunca aparecen solos. Normalmente se forman junto a un antiquark, que sale disparado en dirección opuesta y complica la lectura de los datos.
Para evitar esa confusión, el equipo buscó un tipo especial de evento. A veces, en lugar de un par quark-antiquark, la colisión produce un quark y un bosón Z.
El bosón Z es neutro y no interactúa con el plasma. Eso significa que no genera estela y permite estudiar con mayor precisión el efecto causado por un solo quark.
Esos eventos son raros. De los 13 mil millones de colisiones, solo unas 2.000 produjeron un bosón Z. Aun así, fueron suficientes para detectar el patrón buscado.
Los resultados mostraron que el plasma se comporta como un líquido muy denso. El quark lo atraviesa, pierde velocidad y provoca remolinos y ondulaciones claras.
Según Krishna Rajagopal, físico que desarrolló modelos teóricos sobre este plasma, la evidencia es sólida y directa. El QGP fluye y responde como un fluido real.
Eso no significa que el debate esté completamente cerrado. Otros investigadores revisarán los datos y pondrán a prueba la interpretación.
La técnica abre nuevas posibilidades para estudiar cómo se comportan materiales extremos cuando se los perturba con energía gigantesca.
En física, una forma clásica de entender algo es alterarlo y observar cómo se propaga esa perturbación. Aquí lo hicieron chocando materia casi a la velocidad de la luz.
Gracias a estos experimentos, tenemos una imagen más clara de cómo era el universo en sus primeros instantes, cuando todo era una sopa ardiente que realmente se agitaba.