Desvendado mistério no plasma de quark-glúon

O chamado plasma de quark-glúon é um estado da matéria intrigante, ainda em investigação pela física moderna. Ele se forma apenas em regimes de altas energias e provavelmente representou o estado geral do Universo durante os instantes que sucederam o Big Bang, 13,8 bilhões de anos atrás.

Diversos experimentos têm sido realizados nos últimos anos visando produzir este plasma e estudá-lo. No LHC (Large Hadron Collider), o maior acelerador de partículas do mundo, núcleos atômicos são levados a colidir para produzir o plasma de quark-glúon – neste estado os quarks, constituintes básicos de prótons e nêutrons e os gluons, meadiadores da força de coesão nuclear, se comportam como um fluido que não distingue esses componentes fundamentais, algo que os físicos chamam de fluido sem fricção.

O plasma de quark-glúon tem sido produzido e analisado com sucesso, mas alguns resultados trouxeram consigo um mistério: a distribuição angular dos jatos de partículas gerados na colisão em meio a esse plasma tinha um padrão que a teoria não previa com correção. Esse enigma desafiou os físicos por mais de uma década, e agora foi solucionado por um quarteto de pesquisadores do Brasil e dos EUA.

Usando simulações computacionais que combinam a hidrodinamica de liquidos viscosos, portanto com fricção, com um modelo de perdas de energia por jatos, o grupo, que teve a participação de Jorge Noronha, do Instituto de Física da Universidade de São Paulo, descobriu que as flutuações no líquido são o ingrediente que faltava para explicar o grande padrão elíptico de distribuição angular nas colisões.

"Com o mesmo arranjo nós também fizemos os primeiros cálculos teóricos de outros padrões angulares que estão atualmente sob intensa investigação experimental no LHC, que seriam de outra forma zero na ausência de flutuações quânticas", disse Noronha.

O trabalho foi publicado em 21 de junho na "Physical Review Letters".

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