El universo primitivo no fue un caos de partículas: un experimento en el CERN revela que se comportaba como un fluido

En los primeros microsegundos después del Big Bang, el universo era un lugar extremadamente caliente y denso donde quarks y gluones se movían a velocidades cercanas a la luz. Durante mucho tiempo, se creyó que este estado primordial era un «gas» caótico de partículas libres sin estructura ni organización. Sin embargo, nuevos resultados obtenidos en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del CERN obligan a replantear esa idea: la materia primitiva se comportaba más como un fluido que como un conjunto de partículas independientes.

Para estudiar este estado extremo, los físicos no observan directamente el pasado del universo, sino que lo recrean. En el LHC, núcleos pesados como los de plomo se aceleran hasta velocidades relativistas y se hacen colisionar, liberando una enorme cantidad de energía en un espacio minúsculo. El resultado es la formación fugaz de una «gota» de plasma de quarks y gluones, un estado de la materia que existió de forma natural en los primeros instantes del cosmos.

Este plasma apenas dura una fracción de segundo, pero deja un rastro medible. Miles de partículas emergen de la colisión y sus trayectorias permiten reconstruir indirectamente las propiedades del medio en el que se formaron. En este contexto, el experimento CMS ha analizado cómo ciertas partículas atraviesan ese plasma y qué ocurre a su alrededor.

El estudio se centra en eventos donde aparece un bosón Z, una partícula que apenas interactúa con el plasma y que actúa como punto de referencia. En dirección opuesta, suele generarse un partón (un quark o gluón de alta energía) que sí interactúa intensamente con el medio. A medida que este partón atraviesa el plasma, pierde energía y modifica el entorno que lo rodea.

La clave está en observar esas modificaciones. Analizando la distribución de las partículas producidas, los investigadores detectaron patrones que no encajan con la idea de un gas de partículas independientes. En su lugar, lo que aparece es una respuesta colectiva del medio, como si el plasma reaccionara de forma coordinada al paso del partón.

Los datos revelan algo especialmente llamativo: en ciertas direcciones se observa una disminución de partículas, mientras que en otras aparece un exceso. Este patrón se interpreta como la formación de una especie de estela, similar a la que deja un objeto al moverse en un fluido. En lugar de comportarse como partículas aisladas, el plasma redistribuye energía y genera estructuras colectivas que recuerdan a ondas o corrientes.

Este comportamiento es clave, porque indica que el plasma de quarks y gluones tiene propiedades propias de un fluido con muy baja viscosidad. En otras palabras, no es simplemente una mezcla desordenada, sino un sistema que responde de forma organizada a las perturbaciones.

Las diferencias observadas entre colisiones de iones pesados y colisiones más simples —donde no se forma este plasma— constituyen una evidencia directa de esta respuesta del medio. Los modelos teóricos que incluyen estos efectos colectivos son los que mejor explican los datos, reforzando la idea de que el universo temprano estaba dominado por una forma de materia mucho más compleja de lo que se pensaba.

Este resultado no solo ayuda a entender cómo era el cosmos en sus primeros instantes, sino que también permite estudiar propiedades fundamentales de la materia, como su capacidad para transportar energía o su viscosidad en condiciones extremas.

Y ahí está el giro interesante: cuando intentamos mirar hacia el origen del universo, lo que encontramos no es un caos sin forma, sino algo sorprendentemente organizado. Un sistema que, incluso en sus primeros instantes, ya se comportaba más como un océano en movimiento que como una nube de partículas dispersas.

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