En la década de 2010, los físicos que trabajan en el Gran Colisionador de Hadrones aprendieron a crear en el laboratorio una sustancia que no existe en el mundo ordinario. Cuando dos núcleos de plomo, acelerados a casi la velocidad de la luz, colisionan, se genera por un instante un plasma de quarks y gluones: una «sopa» de las partículas de materia más pequeñas conocidas, que llenaba el universo en el primer microsegundo después del Big Bang. Esta sopa es increíblemente caliente: cientos de miles de veces más caliente que el centro del Sol.
Cuando en esa sopa nace un chorro de partículas (un flujo estrecho que viaja con una energía enorme), se comporta como una lancha a motor en el agua. La lancha empuja el agua hacia los lados, dejando tras de sí olas divergentes y una zona de agua espumosa y agitada. Del mismo modo, el chorro, al abrirse paso a través del plasma, empuja la materia hacia los lados y hacia adelante, y detrás de él se forma una región donde hay menos partículas de las que había antes de su paso. Los físicos llaman a esta zona estela de difusión.
Durante mucho tiempo se buscó esta estela en los datos, pero la señal era débil y se ahogaba en el ruido. Ahora, el equipo de CMS en el Gran Colisionador de Hadrones ha recopilado datos de miles de colisiones de núcleos de plomo y los ha comparado con colisiones de protones, donde no hay plasma. Resultó que detrás del chorro en el plasma se forma efectivamente una depresión notable en el número de partículas: la significancia estadística superó las cinco desviaciones estándar. Ese es el umbral a partir del cual los físicos hablan de un descubrimiento y no de una fluctuación aleatoria.
La nueva medición es importante no solo como confirmación de una imagen hermosa. Ofrece la posibilidad de «palpar» las propiedades del plasma de quarks y gluones: cuán viscoso es, con qué rapidez transmite la energía, cómo reacciona ante una partícula que lo atraviesa. La comparación con los modelos teóricos mostró que sin tener en cuenta la estela de difusión es imposible describir los datos. Esto significa que el plasma no se comporta como un gas enrarecido, sino como un líquido de muy baja viscosidad: casi un líquido perfecto, similar al que pudo existir en el universo primigenio.
Ahora que la estela ha sido detectada de manera fiable, los físicos podrán utilizarla como herramienta: cambiar la energía del chorro, observar cómo cambia la estela y, a partir de ella, reconstruir una imagen detallada de lo que ocurrió en los primeros instantes después del Big Bang. La lancha no solo deja olas a su paso: deja un mapa de las profundidades.
El plasma de quarks y gluones es el líquido más caliente jamás creado por el ser humano: su temperatura es de unos 5,5 billones de grados Celsius, es decir, 100 000 veces más caliente que el centro del Sol.
En la novela de Greg Egan «La escalera de Schild», se exploran estados exóticos de la materia y la interacción de las partículas con el vacío, lo que se relaciona vagamente con la física del plasma de quarks y gluones.