Fotó az ALICE detektorról a CERN-en. Fotó a CERN jóvoltából.
Az alig valami összecsapása egyre közelebb hozza a tudósokat az anyag furcsa állapotainak megértéséhez, csak néhány ezredmásodperccel azután, hogy létrehozták az Univerzumot a Nagyrobbanás alatt. Ezt állítják a CERN és a Brookhaven Nemzeti Laboratórium fizikusai, akik legutóbbi eredményeiket a Quark Matter 2012 konferencián mutatják be Washingtonban, DC-ben.
A CERN kevésbé ismert ALICE nehézion-kísérletében az ólomionok összetörésével a fizikusok hétfőn azt mondták, hogy az eddigiek legmelegebb ember által létrehozott hőmérsékleteket hoztak létre. A CERN tudósai egy pillanat alatt újra létrehoztak egy kvark-gluon plazmát - 38 százalékkal melegebb hőmérsékleten, mint az előző rekord 4 trillió fokos plazma. Ez a plazma szubatómiai leves, és az anyag nagyon egyedi állapota, amelyről azt gondolták, hogy a Big Bang után a legkorábbi pillanatokban létezett. Korábbi kísérletek kimutatták, hogy ezek a plazmafajták tökéletes, súrlódásmentes folyadékokként viselkednek. Ez a megállapítás azt jelenti, hogy a fizikusok a legsűrűbb és legforróbb anyagot vizsgálják valaha a laboratóriumban; 100 000-szer melegebb, mint a Nap belseje és sűrűbb, mint egy neutroncsillag.
A CERN tudósai éppen a júliusban közölték bejelentésüket a megfoghatatlan Higgs-bozon felfedezéséről.
„A nehézion-fizika területe alapvető fontosságú az anyag tulajdonságainak az ősi univerzumban való vizsgálatához, amely az alapvető fizika egyik kulcskérdése, amelyet az LHC és kísérletei megcéloztak. Bemutatja, hogy az LHC fizikusai a nemrégiben felfedezett Higgs-szerű bozon vizsgálatán túl sok más fontos jelenséget tanulmányoztak mind a proton-proton, mind az ólom-ólom ütközéseknél ”- mondta Rolf Heuer, a CERN fõigazgatója.
A sajtóközlemény szerint az eredmények segítenek a tudósoknak megérteni „a nagy sűrűségű, erősen kölcsönhatásba lépő anyag evolúcióját térben és időben”.
Eközben a Brookhaven relativisztikus nehézion-ütközőjének (RHIC) tudósai azt mondják, hogy megfigyelték az első lehetséges pillantást egy olyan határra, amely elválasztja a protonokból és neutronokból álló rendes anyagot a kvarkok és gluonok forró elsődleges plazmájából a korai univerzumban. Ahogyan a víz különböző fázisokban létezik, szilárd, folyékony vagy gőzös, a hőmérséklettől és a nyomástól függően, az RHIC fizikusok megbontják azt a határt, ahol a kvark-gluon plazmából a normál anyag képződik az aranyionok összetörésével. A tudósok továbbra sem tudják, merre húzzák a határvonalakat, de az RHIC nyújtja az első nyomokat.
A mai hétköznapi atommagok és az őskvar-gluon plazma, vagyis a QGP az anyag két különböző fázisát képviselik, és kölcsönhatásba lépnek a természet legalapvetőbb erői között. Ezeket az interakciókat kvantum-kromodinamika vagy QCD néven ismert elmélet írja le. Az RHIC STAR és PHENIX eredményei azt mutatják, hogy a kvark-gluon plazma tökéletes folyadék tulajdonságai dominálnak a 39 milliárd elektronfeszültség (GeV) feletti energiákon. Amint az energia eloszlik, interakciók lépnek fel a kvarkok és a közönséges anyag protonjai és neutronjai között. Ezeknek az energiáknak a mérésével a tudósok jelzőtáblákat mutatnak a közönséges anyag és a QGP közötti határ megközelítésére.
"A kritikus végpont, ha létezik, olyan egyedi hőmérsékleti és sűrűségértéknél fordul elő, amelyen a QGP és a rendes anyag együtt létezhet" - mondta Steven Vigdor, Brookhaven nukleáris és részecskefizikai laboratóriumi igazgatója, aki az RHIC kutatási programot vezeti. . "Ez analóg egy kritikus ponttal, amelyen túl a folyékony víz és a vízgőz együtt létezhet termikus egyensúlyban" - mondta.
Noha a Brookhaven részecskegyorsítója nem felel meg a CERN rekordbeállítási hőmérsékleti feltételeinek, az Egyesült Államok Energiaügyi Tanszékének tudósai szerint a gép leképezi az „édes foltot” ebben a fázisátmenetben.
Képfelirat: A nukleáris fázisdiagram: Az RHIC az „édes foltban” helyezkedik el, hogy feltárja az átmenetet a hadronokból előállított rendes anyag és a kvarkk-gluon plazmának nevezett korai univerzum anyag között. Az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériumának Brookhaven Nemzeti Laboratóriuma jóvoltából.
John Williams egy tudományos író és a TerraZoom tulajdonosa, amely a Colorado-i alapú webes fejlesztő üzlet, amely a webes térképezésre és az online nagyításra szakosodott. Azt is írja a díjnyertes blogot, a StarryCritters-t, egy interaktív webhelyet, amely a NASA Nagy Megfigyelőközpontjaiból és más forrásokból származó képeket más módon nézi. A Final Frontier korábbi közreműködője munkája megjelent a Planetary Society Blogban, az Air & Space Smithsonian, a Csillagászatban, a Földben, az MX Developer's Journal, a Kansas City Star és sok más újságban és magazinban.
