Cientistas estão mais perto de entender a origem da matéria. Isso porque um estudo descobriu que grande parte das partículas observadas em experimentos com colisores vêm de reações ocorridas logo após o Big Bang, e não da “sopa” primordial de quarks e glúons do Universo, como se pensava.
Estudo sugere nova abordagem para entender origem da matéria
- Um estudo desafia a ideia anterior de que todas as partículas observadas em colisores vieram diretamente da “sopa” de quarks e glúons pós-Big Bang, apontando que muitas partículas se formaram em reações subsequentes;
- A pesquisa demonstra que a matéria se formou em várias fases ao longo do tempo, envolvendo complexas interações e transformações, ao invés de um processo direto e imediato do estado inicial do Universo;
- Utilizando dados de aceleradores de partículas, usados por cientistas para simular condições semelhantes às do início do Universo, pesquisadores analisaram partículas como o charmonium para entender melhor a formação da matéria;
- Descoberta abre possibilidades para pesquisas sobre a formação da matéria no Universo primitivo e interações de partículas em condições extremas para ajustar modelos teóricos existentes.
O que a pesquisa fez, essencialmente, foi ajudar a identificar quanto da matéria ao nosso redor se formou nas primeiras frações de segundo após o Big Bang e quanto se formou a partir de reações posteriores, à medida que o Universo se expandia.
Nova pesquisa reconfigura entendimento sobre origem da matéria
Para entender a pesquisa em questão, publicada na revista Physics Letters B, é preciso separá-la em partes. Confira abaixo:
O que a pesquisa descobriu
Para começar a entender a descoberta, imagine o Universo logo após o Big Bang como uma sopa extremamente quente de partículas fundamentais, chamadas quarks e glúons. Conforme o Universo começa a esfriar, esses quarks e glúons se combinam para formar prótons, nêutrons e outras partículas compostas.
O estudo revelou que muitas das partículas analisadas por cientistas em experimentos para entenderem as origens da matéria, na verdade, se formaram um pouco depois da origem em si. Isto é, se formaram durante interações subsequentes entre outras partículas já formadas e não diretamente do caldo inicial de quarks e glúons.
Isso significa que o processo de formação da matéria é mais complexo e estendido no tempo do que se acreditava, envolvendo várias fases de reações e transformações. Assim, a descoberta ajuda os cientistas a refinar seus modelos de como a matéria se formou e evoluiu no início do Universo.
Como a pesquisa chegou a essa descoberta
Os pesquisadores chegaram a essa descoberta ao analisarem dados coletados em aceleradores de partículas, onde átomos ou partículas subatômicas são acelerados a velocidades próximas à da luz e colididos uns contra os outros.
(Essas colisões recriam condições semelhantes às do Universo logo após o Big Bang. Isso permite que os cientistas tenham uma ideia de como partículas e a matéria se formaram.)
No caso do estudo em questão, eles focaram na análise do charmonium, partícula rara que pode ser formada a partir de interações entre outras partículas chamadas mésons D.
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Ao medir quantos charmoniums e mésons D foram produzidos, e aplicando novos cálculos baseados nesses dados, os físicos das universidades de Yale e Duke determinaram que uma proporção significativa do charmonium medido não se originava diretamente do caldo original de quarks e glúons, mas sim de reações subsequentes entre partículas já formadas.
Essa abordagem ajudou a esclarecer que até 70% das partículas observadas em alguns casos são o resultado dessas reações posteriores, não das condições iniciais do Universo, como se pensava anteriormente.
Próximos passos
Essa descoberta pode levar a várias linhas de investigação. A pesquisa abre caminho para aprofundar e expandir o entendimento sobre como a matéria se formou no Universo primitivo e como as partículas interagem em condições extremas, por exemplo.
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