La sopa que un día fue el Universo

Un equipo de científicos estadounidenses del Laboratorio Nacional de Brookhaven (BNL, con sede en Nueva York) ha anunciado hoy que ha logrado reproducir en una máquina un nuevo estado de la materia, a la sazón una sopa líquida muy densa y caliente de partículas elementales que durante un periodo muy corto, después de la Gran Explosión, constituyó el universo.

Cuando dicen un periodo muy corto tras la explosión que, según la teoría más aceptada, dio origen al universo, los científicos se refieren a una mínima fracción de segundo. Este instante aconteció hace 13.000 millones de años; después los gluones y los quarks en libertad —ahora, asociados, forman los átomos que componen la materia— comenzaron a enfriarse y dieron lugar al mundo que conocemos, según ha explicado Sam Aronson, director asociado del departamento de Física Nuclear y Alta Energía del BNL.

Pero antes, durante esa fracción de segundo, todas esas partículas elementales formaron ese líquido, bautizado por los investigadores como plasma quark-gluon y presentado hoy en el curso de un encuentro de la Sociedad Estadounidense de Física en Tampa (Florida). El plasma quark-gluon fue reproducido en el Colisionador Relativístico de Iones Pesados, una máquina que sirve para machacar átomos y observar el resultado. En este caso, los científicos esperaban que este plasma se comportara como un gas, pero en realidad actúa como un líquido perfecto.

Lo que han hecho los investigadores es destruir dos iones de oro (un ión es un átomo o una molécula que tiene carga eléctrica porque ha ganado o ha perdido uno o más electrones). Para ello, les hicieron chocar el uno contra el otro a una velocidad cercana a la de la luz. La colisión fue tan potente que la Fuerza Fuerte (un concepto básico de la física, como la gravedad, que une a los quarks para formar protones y neutrones) se debilitó, permitiendo que los quarks flotaran libremente.

Lo normal es que esto no ocurra. En condiciones de temperatura y presión normales —las del salón de su casa, por ejemplo—, los quarks no aparecen nunca en libertad, por lo que no se les puede tomar medidas directamente. Es por ello que los científicos tratan de reproducir en sus máquinas condiciones extremas como la citada anteriormente, similares a las que se dieron en el inicio de los tiempos. A una temperatura 10.000 veces superior a la del interior del Sol, y con sólo un puñado de partículas elementales, los científicos esperaban que los quarks flotaran libremente como si de un gas se tratara. Pero hete tú que no, que en lugar de eso se comportan como un líquido; flotan como un banco de peces en el mar, perfectamente sincronizados, sin turbulencias ni individuos que se salgan en grupo moviéndose al azar. De hecho, una gota de agua no sería tan uniforme, no se comportaría tan perfectamente como se espera de un líquido. "Es un movimiento fluido casi perfecto", ha dicho Aronson.

Este resultado tiene repercusión también en una de las teorías cosmológicas más famosas entre el vulgo, la teoría de las supercuerdas, que trata de explicar las propiedades del universo echando mano de diez dimensiones en lugar de las cuatro espaciotemporales que usamos a diario. La parte de este modelo científico que describe cómo actúa la gravedad cerca de un agujero negro también explica cómo se mueven los quarks en el plasma quark-gluon, según explican los expertos.