Por primera vez, un experimento realizado en el CERN muestra cómo era el universo momentos después del Big Bang

Según la teoría de Big Bang, hace 13.800 millones de años el universo, concentrado en un único punto, explotó. Este evento marcó el inicio del universo tal y como lo conocemos, el tiempo y el espacio, expandiéndose desde un punto extremadamente denso y caliente.

En sus primeros momentos, esta masa extremadamente caliente estaba compuesta por quarks y gluones –un estado de la materia que existió solo durante fracciones ínfimas de tiempo tras el origen del cosmos–, que alcanzaba temperaturas cercanas a un billón de grados centígrados. A medida que este entorno se enfrió rápidamente, los quarks y gluones comenzaron a combinarse para dar lugar a protones, neutrones y otras partículas que constituyen la materia actual.

Con el objetivo de comprender mejor ese estado primitivo, los científicos del Gran Colisionador de Hadrones del CERN recrearon condiciones similares mediante colisiones de iones pesados a velocidades extremas.

Un equipo de investigadores, liderado por físicos del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), ha encontrado ahora evidencias claras de que los quarks, al desplazarse a gran velocidad dentro de este plasma, producen estelas comparables a las ondas que deja un objeto al moverse en un fluido. Esta investigación supone la primera demostración directa de que el plasma responde como un fluido coherente, generando remolinos y perturbaciones.

«En nuestro campo, ha habido un largo debate sobre si el plasma debería responder a un quark», explicó Yen-Jie Lee, profesor de física del MIT. En este sentido, el investigador destacó que el plasma es lo suficientemente denso como para frenar a los quarks y generar efectos similares a salpicaduras en un líquido, lo que refuerza la idea de que se trata de una «sopa primordial».

Para detectar este caldo de cultivo, el equipo desarrolló una nueva metodología que permite aislar el efecto de un solo quark. Gracias a este método, los investigadores analizaron miles de millones de colisiones y lograron identificar alrededor de 2.000 casos relevantes. En ellos, observaron patrones claros de perturbaciones en el plasma, lo que permitió atribuir estas estelas al paso de quarks individuales.

Además, los resultados coinciden con predicciones teóricas previas, como el modelo híbrido desarrollado por el físico del MIT Krishna Rajagopal, que planteaba que el plasma debía comportarse como un fluido ante partículas en movimiento rápido. Ahora, el hallazgo actual supone una confirmación sólida de estas teorías.

Este avance abre nuevas posibilidades para estudiar las propiedades del plasma de quarks y gluones, incluyendo características como su densidad, viscosidad y comportamiento dinámico. Según Lee, analizar cómo evolucionan estas estelas permitirá comprender mejor este estado exótico de la materia y, en última instancia, arrojar luz sobre las condiciones que dominaron el universo en sus primeros instantes.