Como a matéria surgiu? Pesquisa cutuca a origem de tudo que nos cerca

Os cientistas estão mais perto de compreender a origem da matéria. Isso porque um estudo constatou que grande parte das partículas observadas em experimentos com colisores provém de reações ocorridas logo após o Big Bang, e não da “sopa” primordial de quarks e glúons do Universo, como se pensava anteriormente.

Estudo sugere nova abordagem para entender a origem da matéria

• Um estudo desafia a ideia anterior de que todas as partículas observadas em aceleradores 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 diversas fases ao longo do tempo, envolvendo interações e transformações complexas, ao invés de um processo direto e imediato do estado inicial do Universo;
• Usando dados de aceleradores de partículas, usados ​​pelos cientistas para simular condições semelhantes às do início do Universo, os pesquisadores analisaram partículas como o charmonium para entender melhor a formação da matéria;
• A descoberta abre possibilidades de pesquisa sobre a formação da matéria no Universo primordial e as interações de partículas em condições extremas para ajustar os modelos teóricos existentes.

O que a investigação fez essencialmente foi ajudar a identificar quanto da matéria que nos rodeia 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 a compreensão da origem da matéria

Para entender a pesquisa em questão, publicado na revista Letras B de Física, você precisa separá-lo em partes. Confira abaixo:

O que a pesquisa descobriu

Para começar a compreender a descoberta, imagine o Universo logo após o Big Bang como uma sopa extremamente quente de partículas fundamentais, chamadas quarks e gluões. À medida que o Universo começa a arrefecer, estes quarks e glúons combinam-se para formar protões, neutrões e outras partículas compostas.

O estudo revelou que muitas das partículas analisadas pelos cientistas em experimentos para entender a origem da matéria, na verdade, se formaram um pouco depois da própria origem. Ou seja, eles foram formados durante interações subsequentes entre outras partículas já formadas e não diretamente a partir do caldo inicial de quarks e glúons.

Isso significa que o processo de formação da matéria é mais complexo e prolongado no tempo do que se acreditava anteriormente, envolvendo diversas fases de reações e transformações. Assim, a descoberta ajuda os cientistas a refinar os seus modelos de como a matéria se formou e evoluiu no Universo primordial.

Como a pesquisa chegou a essa descoberta

Os pesquisadores chegaram a essa descoberta analisando dados coletados em aceleradores de partículas, onde átomos ou partículas subatômicas são acelerados a velocidades próximas à da luz e colidem uns contra os outros.

(Essas colisões recriam condições semelhantes às do Universo logo após o Big Bang. Isso permite aos cientistas ter uma ideia de como as partículas e a matéria se formaram.)

No caso do estudo em questão, eles se concentraram na análise do charmonium, partícula rara que pode ser formada a partir de interações entre outras partículas chamadas mésons D.

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Medindo 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 originou diretamente do caldo original de quark e glúon, mas sim de reações entre partículas já formadas.

Esta abordagem ajudou a esclarecer que até 70% das partículas observadas, em alguns casos, são o resultado destas reações posteriores, e não das condições iniciais do Universo, como se pensava anteriormente.

Próximos passos

Esta descoberta pode levar a diversas linhas de investigação. A investigação abre caminho para aprofundar e expandir a compreensão de como a matéria se formou no Universo primordial e como as partículas interagem em condições extremas, por exemplo.