Gyorsabb, mint egy tornádó, gyorsabb, mint a Jupiternél kavargó óriási vihar - ez a világ leggyorsabban kavargó örvénye, amelyet a tudósok egy első ragacsos részecskék levesében hoztak létre, amelynek célja a Nagyrobbanás újbóli létrehozása.
A kavargó részecskeleves fejcsörgő sebességgel forog - sokszor gyorsabban, mint a legközelebbi versenyző.
Ne várja el azonban, hogy ez a gyorsan forgó folyadék hamarosan megforduljon, mivel az örvények olyan kvarc-gluon plazmának nevezett anyagban fordulnak elő, amely olyan kicsi, hogy ennek a örvénylésnek a jelét csak az általa előállított részecskék észlelhetik.
"Nem tekinthetünk a kvark-gluon plazmára; ez egy atommag méretű" - mondta Michael Lisa, az Ohio Állami Egyetem fizikusa, aki a relativisztikus Heaon Ion Collider (RHIC) együttműködésen dolgozik, amely a új eredmények.
Forró leves
Közvetlenül a nagy robbanás után az elemi részecskék forró, őskori pörköseinek és gluonoknak nevezett pörköse áthatolta a baba világegyetemét. Ezek az elemi részecskék a legismertebb részecskék, például protonok és neutronok építőkövei. Ennek a kvark-gluon plazmának számos egyedi tulajdonsága van. Először is, a hevítő 7–10 trillió fokban (3,9 trillió – 5,6 trillió Celsius fok) ez a legforróbb ismert folyadék. Ez a sűrűbb folyadék és "szinte tökéletes", mivel szinte nincs súrlódás, azaz nagyon könnyű.
Hogy pontosan megértsük, mi történt azokban a pillanatokban, amikor a nagy robbanás megtörtént, a tudósok újból készítették ezt az ősrészecske-levest az RHIC-ben, a New York-i Uptonban, Brookhaven Nemzeti Laboratóriumában, egy atommalomozóban. Az RHIC az aranyatomok atommagjait szinte a fénysebességgel összetöri, majd ultraérzékeny detektorokkal méri az összeütközésből repülõ részecskéket.
Örvénylő folyadék
Az új tanulmányban a csoport elemezte a kvark-gluon plazma örvényességét - lényegében annak szögmozgásának mértékét, vagy - beszélgetési szempontból - milyen gyorsan forog.
Természetesen egyedülálló akadályuk volt: a RHIC csak tizenöt darab anyagot képes előállítani, és nagyon röviden él, vagyis körülbelül 10 ^ mínusz 23 másodperc. Tehát nincs mód arra, hogy ezt a folyadékot tradicionális értelemben "megfigyeljék".
Ehelyett a tudósok a forgásból származó aláírásokat keressék a leves által kibocsátott részecskék alapján - mondta a Live Sciencenek Lisa. A centrifugáló folyadékban lévő részecskéknek átlagosan olyan centrifugákkal kell rendelkezniük, amelyek nagyjából megegyeznek a folyadék szögmozgásával. Annak megmérésével, hogy az örvénylő levesből kiáramló részecskék mennyire fordulnak el a várható útvonaluktól, a csoport kiszámíthatja a folyadék örvényletének durva becslését - ez nagyjából méri a helyi forgó mozgást. Különösen a lambda baryon néven ismert részecskék lassabban bomlanak le, mint más részecskék, például protonok és neutronok, vagyis az RHIC detektorok könnyebben követhetik útjukat, mielőtt eltűntek volna.
Kiderült, hogy a kvark-gluon plazma örvényessége miatt a tornádó belsejében lévő örvénylő mozgás nyugodtnak tűnik a parkban. Az örvényesség a leggyorsabb, amit valaha rögzítettek - sokkal gyorsabb, mint a Jupiter Nagy Vörös Spotjának, egy kavargó gázviharnak. Ugyancsak gyorsabb, mint az előző rekordőr, egy hűtött típusú hélium-nanodroplet - jelentették a kutatók augusztus 2-án a Nature folyóiratban.
A kutatók szerint, ha megértjük a plazma folyadékáramának szerkezetét, bepillantást nyerhetünk az atomok egymással összekötő erős nukleáris erőbe. Számos versengő részecskeelmélet készít olyan előrejelzéseket az örvényességről, amelyeket végül össze lehet hasonlítani ezekkel a kísérleti eredményekkel. A tudósok azonban még mindig alig tudnak a plazma kavargó tulajdonságairól, hogy végleges következtetéseket lehessen levonni.
"Túl korai lenne azt mondani, vajon valami alapvető dolgot tanít-e nekünk" - mondta Lisa.
