Físicos descobriram uma ordem inesperada dentro do ambiente aparentemente caótico de colisões de prótons de alta energia no Grande Colisor de Hádrons (LHC), de acordo com um estudo divulgado em 5 de janeiro de 2026 pelo Instituto Henryk Niewodniczanski de Física Nuclear da Academia Polonesa de Ciências. A pesquisa desafia as suposições anteriores sobre a transição de quarks e gluons em partículas comuns após uma colisão, revelando que a entropia, ou grau de desordem, permanece constante durante todo o processo.

As descobertas decorrem de um modelo de colisão aprimorado que reflete com mais precisão os dados experimentais do LHC. Os pesquisadores previam que a transição de um estado denso e fervente de quarks e gluons para partículas comuns alteraria a entropia do sistema. No entanto, o novo modelo demonstra que a entropia dos quarks e gluons interagentes é virtualmente idêntica à entropia dos hádrons, partículas subatômicas compostas, que emergem da colisão.

"Este resultado inesperado acaba por ser uma impressão digital direta da mecânica quântica em ação", afirmou o instituto em seu lançamento. A entropia constante sugere que a mecânica quântica desempenha um papel mais significativo nessas interações de alta energia do que se pensava anteriormente.

Colisões de prótons de alta energia, como as que ocorrem no LHC, criam um ambiente extremo onde quarks e gluons, os blocos de construção fundamentais da matéria, são brevemente libertados dos prótons. Isso cria um mar agitado de partículas, incluindo partículas virtuais de curta duração. A compreensão desse processo é crucial para investigar as forças fundamentais da natureza e a estrutura da matéria.

O modelo de colisão aprimorado incorpora algoritmos avançados e técnicas computacionais para simular as interações complexas dentro das colisões de prótons. Isso permite que os físicos analisem os dados com maior precisão e identifiquem padrões sutis que antes estavam obscurecidos. O fato de o modelo se alinhar tão estreitamente com os dados experimentais dá um forte apoio à conclusão de que a entropia permanece inalterada.

As implicações desta descoberta estendem-se para além da física fundamental. A compreensão da dinâmica das colisões de alta energia pode potencialmente informar os avanços em outros campos, como a ciência dos materiais e a energia nuclear. A capacidade de modelar com precisão esses sistemas complexos depende fortemente de algoritmos sofisticados de IA, que estão sendo continuamente refinados para melhorar a precisão e a eficiência das simulações.

Os pesquisadores planejam refinar ainda mais o modelo de colisão e explorar as implicações da entropia constante em outros experimentos de física de alta energia. Eles também pretendem investigar o papel do emaranhamento quântico na manutenção da ordem dentro desses ambientes caóticos. A pesquisa em andamento promete lançar mais luz sobre as leis fundamentais que governam o universo e o papel da mecânica quântica na formação do comportamento da matéria em seu nível mais básico.