Durante miles de millones de años, el universo ha estado compuesto por estrellas, galaxias, planetas y una enorme variedad de estructuras. Pero hubo un momento en el que nada de eso existía. Poco después del Big Bang, las temperaturas eran tan extraordinarias que los componentes fundamentales de la materia se encontraban en un estado completamente diferente al que conocemos.
Los físicos llevan décadas intentando reconstruir aquel escenario mediante aceleradores de partículas. Y ahora, un experimento con núcleos de oro ha registrado una anomalía que podría aportar pistas sobre una de las transformaciones más importantes de la historia del universo. El hallazgo procede del Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC), situado en el Laboratorio Nacional de Brookhaven, Estados Unidos. Allí, los científicos observaron un comportamiento inesperado en las partículas producidas durante colisiones que recrean algunas de las condiciones extremas del universo primitivo.
Los resultados, publicados el 22 de septiembre en la revista Physical Review Letters, han generado interés porque podrían estar relacionados con un fenómeno que la física lleva décadas buscando: el llamado punto crítico de la materia nuclear.
Un experimento con núcleos de oro acaba de revelar una anomalía difícil de explicar
Para comprender el descubrimiento hay que retroceder a los primeros microsegundos después del Big Bang. En aquel momento, el universo contenía un plasma extremadamente caliente formado por quarks y gluones, partículas que actualmente permanecen confinadas dentro de protones y neutrones. A medida que el cosmos se expandió y enfrió, aquel plasma dejó paso a la materia nuclear que conocemos. Pero los detalles de esa transformación todavía esconden interrogantes.
Para investigarlos, la colaboración STAR utilizó el acelerador RHIC, donde hizo colisionar núcleos de oro contra un blanco fijo a distintas energías, entre 3 y 7,7 gigaelectronvoltios por par de nucleones. Según explica el equipo científico en su investigación, al analizar las correlaciones del momento transversal (una medida relacionada con el movimiento de las partículas respecto a la dirección de la colisión) apareció un patrón inesperado. En lugar de variar progresivamente con la energía, las correlaciones descendieron hasta formar una especie de valle y después volvieron a aumentar.
La señal alcanzó una significación estadística aproximada de cinco sigmas, un nivel que indica que el comportamiento observado difícilmente puede explicarse como una simple fluctuación aleatoria. Sin embargo, eso no demuestra por sí solo que se haya descubierto un fenómeno físico nuevo.
El misterio de un punto crítico que podría explicar cómo cambió la materia
El interés de esta anomalía radica en su posible relación con el punto crítico de la cromodinámica cuántica, la teoría que describe la interacción fuerte responsable de mantener unidos los quarks. En determinadas condiciones, la materia puede cambiar de estado. Algo parecido ocurre cuando el agua pasa de líquido a vapor, aunque los procesos que gobiernan la materia nuclear son mucho más complejos.
Los modelos teóricos predicen que podría existir un punto crítico donde cambia el comportamiento de estas transiciones. Cerca de esa región, algunas propiedades del sistema podrían experimentar fluctuaciones especialmente intensas. En el nuevo experimento, los científicos consideran que el valle observado podría ser compatible con esos efectos. Pero hay un problema: la señal también admite otras explicaciones.
De hecho, un trabajo teórico de Tom Reichert, Jan Steinheimer y Marcus Bleicher plantea que el comportamiento podría surgir simplemente de la mezcla de protones y piones, cuyas proporciones cambian según la energía de las colisiones. Esta interpretación no necesita recurrir a un punto crítico para reproducir la anomalía, por lo que cuestiona su utilidad como prueba definitiva.
Una pista extraordinaria, pero todavía no una respuesta al Big Bang
La discusión tampoco es nueva. En 2025, otros resultados de STAR ya habían mostrado comportamientos compatibles con posibles fenómenos críticos. La física teórica Jacquelyn Noronha-Hostler advirtió entonces en un análisis publicado por la American Physical Society que las anomalías de este tipo pueden aparecer por diferentes mecanismos, incluida la conservación del número bariónico y los procesos que ocurren cuando el sistema todavía no ha alcanzado el equilibrio.
Por eso, encontrar un valle en una gráfica no equivale a localizar definitivamente el punto crítico.
Además, el experimento no reproduce el Big Bang en sí mismo, sino ciertos estados extremos de la materia que ayudan a estudiar su comportamiento bajo condiciones comparables a las del universo temprano. El siguiente desafío consiste en comparar estas mediciones con otras señales independientes y desarrollar modelos capaces de distinguir entre las diferentes explicaciones.
La importancia del descubrimiento está precisamente ahí: los científicos han encontrado una anomalía real y estadísticamente significativa, pero todavía no saben con certeza qué proceso físico la produce. Y aunque eso pueda parecer una respuesta incompleta, representa un avance importante. Porque comprender cómo se transformó la materia después del Big Bang exige encontrar pistas capaces de conectar las partículas que observamos hoy con las condiciones extraordinarias que existieron cuando el universo apenas comenzaba a evolucionar.
