No laboratório de Brookhaven, em Long Island, físicos registraram um sinal inesperado nos dados de colisões de íons pesados. O experimento STAR, no acelerador RHIC, mostrou uma queda acentuada nas flutuações do momento transversal das partículas em determinada energia. Esse sinal pode indicar uma transição de fase na matéria nuclear superdensa, semelhante à que ocorreu nos primeiros instantes após o Big Bang.
No próprio início do Universo, o espaço era quente e denso demais para a existência de átomos. Prótons e nêutrons ainda não haviam se formado, e a matéria era uma «sopa» de quarks e glúons em livre fluxo — o plasma de quarks e glúons. À medida que o cosmos se expandia, a temperatura caía, os glúons «colavam» os quarks em prótons e nêutrons, e o plasma se transformava em matéria nuclear comum. Foi uma verdadeira transição de fase, semelhante ao congelamento da água, mas no nível das partículas fundamentais.
O acelerador RHIC recria tais condições por frações de segundo, acelerando íons de ouro quase até a velocidade da luz. Os novos dados do STAR revelaram um «abismo» nas oscilações do momento das partículas justamente na faixa de energias em que se espera o ponto crítico da transição de fase. Os cientistas chamam isso de possível indício de que a transição realmente existe e depende da densidade e da temperatura.
A descoberta é importante não apenas para a cosmologia. Compreender o comportamento da matéria em densidades extremas ajudará a entender o que acontece no interior das estrelas de nêutrons, onde toda a massa da estrela é comprimida até o tamanho de uma pequena cidade. Disso depende, por exemplo, a velocidade do som em seu núcleo e o limiar de colapso em um buraco negro.
No entanto, o sinal ainda permanece um indício. Explicações alternativas o associam à mudança na composição das partículas em diferentes energias de colisão. Os cientistas planejam analisar os dados restantes do RHIC, que encerrou suas atividades no ano de 2026, para confirmar ou refutar a descoberta.
Se o ponto crítico for estabelecido de forma confiável, isso abrirá uma nova perspectiva sobre a evolução da matéria desde os primeiros microssegundos do Universo até os objetos mais densos do cosmos.
