En el crisol ardiente del universo primitivo, momentos después del Big Bang, la materia tal como la conocemos no existía. En cambio, una «sopa» sobrecalentada de quarks y gluones giraba, un estado de la materia conocido como plasma de quark-gluones.
Por primera vez, los investigadores han modelado con precisión este estado primordial, revelando una pieza fundamental y esquiva durante mucho tiempo de la historia del cosmos. Este avance, logrado por un equipo de investigación italiano, ofrece una visión sin precedentes de la infancia del universo.
El desafío radica en la fuerza nuclear fuerte, que une los quarks. Esta fuerza es increíblemente intensa y no cede fácilmente a las ecuaciones estándar. Para superar esto, el equipo empleó simulaciones numéricas avanzadas, específicamente la cromodinámica cuántica de celosía (QCD), combinada con el método de Monte Carlo.
Este enfoque les permitió simular temperaturas que superan los 2 millones de billones de grados Kelvin, cerca de la transición electrodébil. El resultado es la ecuación de estado más precisa jamás obtenida para el plasma de quark-gluones, que vincula las propiedades termodinámicas fundamentales.
Sorprendentemente, incluso a estas temperaturas extremas, los quarks y los gluones no eran libres. La fuerza fuerte siguió siendo dominante, antes de lo que se pensaba. Este descubrimiento refina nuestra comprensión del nacimiento de la materia, los escenarios de formación de partículas y la evolución de las fuerzas fundamentales.
Esta investigación subraya el potencial de los métodos de computación de alto rendimiento como la QCD de celosía. Estas herramientas serán cruciales para desentrañar otros misterios de la física fundamental, como la unificación de las fuerzas y los momentos posteriores a la inflación cósmica. Comprender los primeros microsegundos del universo no es solo teórico; se trata de comprender las raíces mismas de la existencia.