No cadinho ardente do universo primordial, momentos após o Big Bang, a matéria como a conhecemos não existia. Em vez disso, uma “sopa” superaquecida de quarks e glúons girava, um estado da matéria conhecido como plasma quark-gluão.
Pela primeira vez, pesquisadores modelaram com precisão esse estado primordial, revelando uma peça fundamental e há muito tempo indescritível da história do cosmos. Essa descoberta, alcançada por uma equipe de pesquisa italiana, oferece uma visão sem precedentes da infância do universo.
O desafio reside na força nuclear forte, que une os quarks. Essa força é incrivelmente intensa e não cede facilmente às equações padrão. Para superar isso, a equipe empregou simulações numéricas avançadas, especificamente a cromodinâmica quântica de rede (QCD), combinada com o método de Monte Carlo.
Essa abordagem permitiu que eles simulassem temperaturas superiores a 2 milhões de bilhões de graus Kelvin, próximas à transição eletrofraca. O resultado é a equação de estado mais precisa já obtida para o plasma quark-gluão, ligando propriedades termodinâmicas fundamentais.
Surpreendentemente, mesmo nessas temperaturas extremas, quarks e glúons não eram livres. A força forte permaneceu dominante, antes do que se pensava anteriormente. Essa descoberta refina nossa compreensão do nascimento da matéria, dos cenários de formação de partículas e da evolução das forças fundamentais.
Esta pesquisa ressalta o potencial de métodos de computação de alto desempenho como a QCD de rede. Essas ferramentas serão cruciais para desvendar outros mistérios da física fundamental, como a unificação das forças e os momentos após a inflação cósmica. Compreender os primeiros microssegundos do universo não é apenas teórico; trata-se de entender as próprias raízes da existência.