Fotografia detektora ALICE v CERNe. Foto s láskavým dovolením spoločnosti CERN.
Slamming sotva nič spája vedcov stále bližšie k pochopeniu podivných stavov hmoty prítomných len milisekundy po vytvorení vesmíru vo Veľkom tresku. Toto je podľa fyzikov z CERN a Brookhaven National Laboratory, ktoré prezentujú svoje najnovšie zistenia na konferencii Quark Matter 2012 vo Washingtone, DC.
Tým, že rozbili ióny olova spolu v rámci menej známeho experimentu ALICE s ťažkými iónmi iónov, fyzici v pondelok uviedli, že vytvorili najhorúcejšie teploty spôsobené človekom. Vedci CERN okamžite vytvorili plazmu kvark-gluón - pri teplotách 38 percent teplejších ako predchádzajúca rekordná plazma 4 bilióny stupňov. Táto plazma je subatomickou polievkou a veľmi jedinečným stavom hmoty, ktorý sa podľa všetkého vyskytoval v prvých okamihoch po Veľkom tresku. Predchádzajúce experimenty ukázali, že sa tieto rôzne druhy plazmy správajú ako dokonalé tekutiny bez trenia. Toto zistenie znamená, že fyzici študujú najhustejšiu a najhorúcejšiu hmotu, akú kedy v laboratóriu vznikli; 100 000 krát teplejšie ako vnútro nášho Slnka a hustejšie ako neutrónová hviezda.
Vedci CERNu práve prichádzajú zo svojho júlového oznámenia o objavení nepolapiteľného Higgsovho bozónu.
„Pole fyziky ťažkých iónov je rozhodujúce pre skúmanie vlastností hmoty v praveku, čo je jedna z kľúčových otázok základnej fyziky, na ktorú je zameraná LHC a jej experimenty. Ilustruje, ako popri vyšetrovaní nedávno objaveného Higgsovho bozónu, fyzici na LHC študujú mnoho ďalších dôležitých javov v zrážkach protón-protón aj olovo-olovo, “uviedol generálny riaditeľ CERN Rolf Heuer.
Podľa tlačovej správy zistenia pomáhajú vedcom pochopiť „vývoj vysokohustotnej a silne interagujúcej látky v priestore aj čase.“
Medzitým vedci z Brookhavenovho Relativistického ťažkého iónového zrážača (RHIC) tvrdia, že pozorovali prvý pohľad na možnú hranicu oddeľujúcu obyčajnú hmotu, zloženú z protónov a neutrónov, od horúcej prvotnej plazmy kvarkov a gluónov v ranom vesmíre. Rovnako ako voda existuje v rôznych fázach, pevná látka, kvapalina alebo para, v závislosti od teploty a tlaku, fyzici RHIC odkrývajú hranicu, kde sa z kvarkovej glukónovej plazmy začína tvoriť obyčajná hmota rozbíjaním zlatých iónov. Vedci si stále nie sú istí, kde nakresliť hraničné čiary, ale RHIC poskytuje prvé stopy.
Jadrá dnešných bežných atómov a prvotná kvark-gluónová plazma alebo QGP predstavujú dve rôzne fázy hmoty a interagujú pri najzákladnejších prírodných silách. Tieto interakcie sú opísané v teórii známej ako kvantová chromodynamika alebo QCD. Zistenia spoločností STAR a PHENIX od spoločnosti RHIC ukazujú, že dokonalé kvapalné vlastnosti kvarkovej gluónovej plazmy dominujú pri energiách nad 39 miliárd elektrónov (GeV). Keď sa energia rozptýli, začnú sa objavovať interakcie medzi kvarkmi a protónmi a neutrónmi bežnej hmoty. Meranie týchto energií dáva vedcom ukazovatele, ktoré poukazujú na priblíženie hranice medzi bežnou hmotou a QGP.
"Kritický koncový bod, ak existuje, sa vyskytuje pri jedinečnej hodnote teploty a hustoty, nad ktorou môžu QGP a obyčajná hmota koexistovať," uviedol Steven Vigdor, riaditeľ laboratória jadrovej a časticovej fyziky v Brookhavene, ktorý vedie výskumný program RHIC. , "Je to analogické ku kritickému bodu, za ktorým môžu kvapalná voda a vodná para koexistovať v tepelnej rovnováhe," uviedol.
Kým urýchľovač častíc v Brookhavene nemôže zodpovedať rekordným teplotným podmienkam CERNu, vedci v laboratóriu amerického energetického oddelenia hovoria, že stroj pri tomto fázovom prechode mapuje „sladké miesto“.
Titulok obrázka: Schéma jadrovej fázy: RHIC sedí v energetickom „sladkom mieste“ na skúmanie prechodu medzi obyčajnou hmotou vyrobenou z hadrónov a hmotou skorého vesmíru známou ako kvark-gluónová plazma. S láskavým dovolením Národného laboratória amerického ministerstva energetiky v Brookhavene.
John Williams je autor a vlastník vedy TerraZoom, webový obchod zameraný na vývoj webových aplikácií v Colorade, ktorý sa špecializuje na webové mapovanie a zväčšenie obrázkov online. Píše tiež ocenený blog StarryCritters, interaktívny web venovaný sledovaniu obrázkov z veľkých observatórií NASA a iných zdrojov iným spôsobom. Jeho bývalý prispievajúci redaktor pre Final Frontier sa objavil v blogu Planetary Society Blog, Air & Space Smithsonian, Astronomy, Earth, v časopise MX Developer's, v Kansas City Star av mnohých ďalších novinách a časopisoch.
