ALICE detektora foto CERN. Fotoattēls: CERN.
Gandrīz neko nesadarot, zinātnieki arvien tuvāk izprot dīvainos matērijas stāvokļus, kas atrodas tikai milisekundēs pēc Visuma izveidošanas Lielajā sprādzienā. Tā saka CERN un Brukhāvenas Nacionālās laboratorijas fiziķi, iepazīstinot ar saviem jaunākajiem atklājumiem Quark Matter 2012 konferencē Vašingtonā.
Sadalot svina jonus CERN mazāk zināmajā ALICE smago jonu eksperimentā, pirmdien fiziķi sacīja, ka viņi ir izveidojuši visu laiku karstāko cilvēka radīto temperatūru. CERN zinātnieki vienā mirklī atjaunoja kvarka-gluona plazmu - temperatūrā, kas ir par 38 procentiem karstāka nekā iepriekšējā rekorda 4 placi - triljonos grādu. Šī plazma ir subatomiska zupa, un ļoti unikālais matērijas stāvoklis, domājams, pastāvēja vissenākajos brīžos pēc Lielā sprādziena. Iepriekšējie eksperimenti parādīja, ka šīs konkrētās plazmas šķirnes uzvedas kā ideāli šķidrumi bez berzes. Šis atklājums nozīmē, ka fiziķi pēta blīvāko un karstāko vielu, kas jebkad radīta laboratorijā; 100 000 reižu karstāks par mūsu Saules iekšpusi un blīvāks par neitronu zvaigzni.
CERN zinātnieki tikai sāk savu jūlija paziņojumu par nenotveramā Higsa bozona atklāšanu.
“Smago jonu fizikas jomai ir izšķiroša nozīme, lai pārbaudītu vielas īpašības pirmatnējā Visumā - tas ir viens no galvenajiem fizikas pamatjautājumiem, kuru risināšanai ir paredzēts LHC un tā eksperimenti. Tas ilustrē to, kā papildus nesen atklātajam Higsa veida bozonam LHC fiziķi pēta daudzas citas svarīgas parādības gan protonu, gan protonu, gan svina un svina sadursmēs, ”sacīja CERN ģenerāldirektors Rolfs Heuers.
Saskaņā ar paziņojumu presei, atklājumi palīdz zinātniekiem izprast “augsta blīvuma, spēcīgi mijiedarbojošās vielas evolūciju gan telpā, gan laikā”.
Tikmēr Brukhāvenas relativistiskā smago jonu sadursmes (RHIC) zinātnieki apgalvo, ka viņi ir novērojuši pirmo ieskatu iespējamā robežā, kas atdala parasto vielu, kas sastāv no protoniem un neitroniem, no karstā pirmatnējā kvarku un gluonu plazmas agrīnajā Visumā. Tāpat kā ūdens pastāv dažādās fāzēs, cietā, šķidrā vai tvaikā, atkarībā no temperatūras un spiediena, RHIC fiziķi nošķeļ robežu, kur no kvarka gluona plazmas sāk veidoties parastā viela, sasmalcinot zelta jonus. Zinātnieki joprojām nav pārliecināti, kur novilkt robežas, bet RHIC sniedz pirmos cēloņus.
Mūsdienu parasto atomu kodoli un pirmatnējā kvarka-gluona plazma jeb QGP attēlo divas dažādas matērijas fāzes un mijiedarbojas visvienkāršākajos Dabas spēkos. Šīs mijiedarbības ir aprakstītas teorijā, kas pazīstama kā kvantu hromodinamika jeb QCD. RHIC's STAR un PHENIX rezultāti liecina, ka kvarka glikona plazmas perfektās šķidruma īpašības dominē pie enerģijas, kas pārsniedz 39 miljardus elektronu voltu (GeV). Tā kā enerģija izklīst, sāk parādīties mijiedarbība starp kvarkiem un parastās matērijas protoniem un neitroniem. Šīs enerģijas mērīšana dod zinātniekiem ceļazīmes, kas norāda uz robežas tuvošanos starp parasto matēriju un QGP.
"Kritiskais rādītājs, ja tāds pastāv, rodas pie unikālas temperatūras un blīvuma vērtības, virs kuras QGP un parastā viela var līdzāspastāvēt," sacīja Stīvens Vigdors, Brukhāvena kodolenerģijas un daļiņu fizikas laboratorijas direktors, kurš vada RHIC pētījumu programmu. . "Tas ir analogs kritiskajam punktam, virs kura šķidrais ūdens un ūdens tvaiki var līdzāspastāvēt termiskajā līdzsvarā, viņš teica.
Kaut arī Brukhāvena daļiņu paātrinātājs nevar atbilst CERN rekorda uzstādīšanas temperatūras apstākļiem, ASV Enerģētikas departamenta laboratorijas zinātnieki saka, ka mašīna šajā fāzes pārejā kartē “saldo plankumu”.
Attēla paraugs: Kodolfāzes diagramma: RHIC atrodas enerģijas “saldajā vietā”, lai izpētītu pāreju starp parasto matēriju, kas izgatavota no hadroniem, un agrīno Visuma vielu, kas pazīstama kā kvarka-gluona plazma. Ar ASV Enerģētikas departamenta Brukhāvenas Nacionālās laboratorijas atbalstu.
Džons Viljamss ir zinātņu autors un TerraZoom īpašnieks, Kolorado bāzētā tīmekļa izstrādes veikals, kas specializējas tīmekļa kartēšanā un attēlu palielināšanā tiešsaistē. Viņš arī raksta godalgoto emuāru StarryCritters - interaktīvu vietni, kas veltīta NASA Lielo observatoriju un citu avotu attēlu aplūkošanai citādā veidā. Bijušais “Final Frontier” redaktors, viņa darbs ir parādījies Planetary Society Blog, Air & Space Smithsonian, Astronomy, Earth, MX Developer’s Journal, The Kansas City Star un daudzos citos laikrakstos un žurnālos.
