Meklēšana sašaurina noslēpumaino matērijas formu, kas tika prognozēta no Einšteina īpašās relativitātes teorijas. Pēc vairāk nekā desmit gadu ilgas apskates pasaules lielākā daļiņu sadursmes zinātnieki uzskata, ka viņi atrodas uz sliekšņa to atrast.
Bet pētnieki nemeklē eksplodētās daļiņas, kas sagrautas kopā gandrīz gaismas ātrumā.
Tā vietā fiziķi lielajā hadronu sadursmē (LHC), 17 jūdžu (27 kilometru) gredzenā, kas apbedīts pazemē netālu no Francijas un Šveices robežas, meklē trūkstošo vielu, ko sauc par krāsainā stikla kondensātu, pētot, kas notiek, ja daļiņas nesaskaries, bet tā vietā pietuvojies viens otram tuvu pietrūkst.
Fizikas standarta modelī teorijā, kas apraksta subatomisko daļiņu zoodārzu, 98% no Visuma redzamās vielas satur pamatdaļiņas, kuras sauc par gluoniem. Šīs precīzi nosauktās daļiņas ir atbildīgas par spēku, kas salīmē kvarkus, veidojot protonus un neitronus. Kad protoni tiek paātrināti līdz gaismas ātrumam, rodas dīvaina parādība: Glonu koncentrācija tajos raķetē.
"Šajos gadījumos gluoni sadalās glonu pāros ar zemāku enerģiju, un šādi gluoni sadalās vēlāk un tā tālāk," paziņojumā teikts Kanzasas Universitātes fizikas un astronomijas asociētais profesors Daniels Tapia Takaki. "Kādā brīdī protonu iekšienē esošo gluonu šķelšanās sasniedz robežu, pie kuras gluonu pavairošana pārstāj pieaugt. Šāds stāvoklis ir pazīstams kā krāsainā stikla kondensāts, hipotētisks vielas posms, kas, domājams, pastāv ļoti augstā - enerģijas protonus un kā arī smagos kodolos. "
Pēc Brukhāvenas Nacionālās laboratorijas datiem, kondensāts varētu izskaidrot daudzus neatrisinātus fizikas noslēpumus, piemēram, kā daļiņas veidojas sadursmēs ar lielu enerģiju vai kā viela tiek sadalīta daļiņās. Tomēr tā pastāvēšanas apstiprināšana zinātniekiem ir izvairījusies gadu desmitiem ilgi. Bet 2000. gadā fiziķi Brukhāvenas relativistiskajā smago jonu sadursmē atrada pirmās pazīmes, ka krāsainā stikla kondensāts varētu pastāvēt.
Kad laboratorija kopā sabēra zelta atomus, no kuriem tika atdalīti elektroni, daļiņās, kas izplūda no sadursmēm, viņi atrada dīvainu signālu, norādot, ka atomu protoni ir ievārījumu pildīti ar gluoniem un sāk veidoties krāsu stikla kondensāts. Turpmākiem eksperimentiem ar smago jonu sadursmi LHC ir bijuši līdzīgi rezultāti. Tomēr protonu sadursme kopā ar relativistisku ātrumu var dot tikai īslaicīgu ieskatu protonu iekšējās daļās, pirms subatomiskās daļiņas vardarbīgi eksplodē. Protonu iekšējo zondu pārbaude notiek saudzīgāk.
Kad uzlādētas daļiņas, piemēram, protoni, tiek paātrināti līdz lielam ātrumam, tie rada spēcīgus elektromagnētiskos laukus un izdala enerģiju fotonu vai gaismas daļiņu veidā. (Pateicoties gaismas divkāršajam raksturam, tas ir arī vilnis.) Šīs enerģijas noplūdes savulaik tika noraidītas kā daļiņu paātrinātāju nevēlama blakusiedarbība, taču fiziķi ir iemācījušies jaunus veidus, kā izmantot šos augstas enerģijas fotonus savā labā.
Ja protoni nonāk paātrinātājā viens otram garām, to izdalīto fotonu vētra var izraisīt protonu un fotonu sadursmes. Šīs tā saucamās īpaši perifērās sadursmes ir atslēga, lai izprastu augstas enerģijas protonu iekšējo darbību.
"Kad augstas enerģijas gaismas vilnis sasniedz protonu, tas rada daļiņas - visa veida daļiņas - nesadalot protonu," teikts paziņojumā Tapia Takaki. "Šīs daļiņas reģistrē mūsu detektors un ļauj mums rekonstruēt vēl nepieredzēti augstas kvalitātes attēlu par to, kas atrodas iekšpusē."
Tapia Takaki un starptautiska zinātnieku sadarbība tagad izmanto šo metodi nekontrolējamā krāsu stikla kondensāta izsekošanai. Pētnieki savus pētījuma agrīnos rezultātus publicēja laikraksta The European Physical Journal C. augusta numurā. Pirmoreiz komanda spēja netieši izmērīt glonu blīvumu četros dažādos enerģijas līmeņos. Augstākajā līmenī viņi atrada pierādījumus tam, ka krāsainā stikla kondensāts tikai sāka veidoties.
Eksperimenta rezultāti "... ir ļoti aizraujoši, sniedzot jaunu informāciju par gluonu dinamiku protonā, jo ir daudz teorētisku jautājumu, uz kuriem nav atbildes," - Viktors Gonkalvess, Brazīlijas Pelotas federālās universitātes fizikas profesors un teikts paziņojumā par pētījuma līdzautoru.
Krāsu stikla kondensāta esamība pagaidām ir neizmērojams noslēpums.
