15 de fevereiro de 2010
Por Devin Powell
Inside Science News Service

WASHINGTON
(ISNS) — O lugar mais quente da Terra não fica no Vale da Morte da Califórnia, nem mesmo em seu núcleo derretido. O título fica com um túnel 4 metros abaixo da neve que agora cobre Long Island, New York – onde pequenas explosões, mais cegantes do que uma boma atômica, ocorrem todos os dias.

As feéricas explosões, criadas por um “esmagador de átomos” no Brookhaven National Laboratory em Upton, estabeleceram um novo recorde para a mais alta temperatura já medida: 4 trilhões de graus Celsius. Isso é muitíssimo mais quente do que o centro do Sol (uns meros 15 milhões de graus) e cerca de 40 vezes mais abrasador do que as supernovas criadas nas explosões de estrelas moribundas.

“É uma temperatura maior do que qualquer coisa que conhecemos no universo”, diz o físico Steven Vigdor do
BNL, um membro da equipe que relatou o novo recorde em 15 de fevereiro em um congresso da American Physical Society em Washington, D.C.

No entanto, Vigdor e seus colegas não estão criando armas a partir de suas bolas de fogo recordistas dos subterrâneos. Cada uma destas explosões é muito menor do que um átomo, pequenina demais para ser destrutiva.

Os cientistas estão viajando no tempo.

Suas experiências visam recriar o primeiro microssegundo após o Big Bang, quando, se metessem um termômetro no recém-nascido universo, obteriamos uma leitura de alguns trilhões de graus. Antes dos primeiros planetas, galáxias, ou mesmo átomos, o espaço era preenchido por uma sopa quente de pequeninas partículas chamadas quarks e gluons, de acordo com as recentes teorias.

Agora, pela primeira vez, essas teorias foram definitivamente confirmadas. As temperaturas extremas das explosões dos cientistas certificam que eles conseguiram cozinhar pequenas gotas dessa sopa primordial – uma substância chamada de “plasma de quark-gluon” que não existia mais há 14 bilhões de anos.

Como cozinhar uma sopa subatômica

A receita para o plasma quark-gluon precisa de trilhões de ions de ouro – os íons são átomos cuja cobertura externa de elétrons foi arrancada, de forma que só seus centros sólidos permanecem. Esses pesados íons de ouro são acelerados até perto da velocidade da luz no Colisor Relativístico de Íons Pesados (Relativistic Heavy Ion Collider –  RHIC, ou simplesmente “Rick”), uma pista de corrida circular subterrânea de 3.834 metros.

Dois feixes cheios de partículas de ouro viajam em direções opostas em torno de duas pistas do circuito circular. Onde as pistas de cruzam, os feixes se cruzam. A maior parte dos pedacinhos de ouro zunem incólumes pelos outros, mas alguns deles colidem com os outros e explodem.

“Nós analisamos cerca de mil colisões por segundo, cerca de um bilhão no total”, diz Barbara
Jacak  da Universidade Stony Brook em New York.

Com o calor gerado por uma colisão de frente, os íons de ouro se fragmentam em partículas que, por sua vez, se fundem – criando uma gotícula de plasma ultra-quente de quark-gluon não maior do que um átomo.

“Nós estamos despejando uma enorme quantidade de energia em um volume muito pequeno”, explica Vigdor.

Esse plasma só existe por um breve instante. Se um segundo fosse do tamanho de todas as praias do planeta, a duração da existência do plasma seria menor do que um grão de areia.

Extremamente pequeno e incrivelmente breve

Como é que os cientistas medem a temperatura de algo que acontece por tão pouco tempo e em um espaço tão pequenino?

Os detectores do RHIC não pode ver diretamente o plasma quark-gluon. Em lugar disso, eles trabalham sobre os indícios deixados depois da colisão dos íons de ouro.

As colisões criam pequenos clarões de luz, registrados pelos detectores. Muitas colisões somadas produzem um brilho que pode ser medido para calcular suas temperaturas. 

Outras peças de indícios revelaram em 2005 que esse plasma quark-gluon é um líquido quase que sem fricção, semelhante à água porém ainda mais suave. Há quatorze bilhões de anos, todo o universo fluiu por uma fração de segundo.

As experiências vão continuar em Long Island e no Large Hadron Collider na Suíça, buscando chocar íons ainda mais pesados a energias ainda mais altas e a temperaturas que levam os cientistas ainda mais próximos do momento mais quente da história – o próprio Big Bang.

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