Ātrāks par viesuļvētru, ātrāks par Jupiterā virpuļojošo milzu vētru - tas ir pasaulē visātrāk virpuļojošais virpulis, kuru zinātnieki ir izveidojuši pirmatnējā līmējošo daļiņu zupā, kas paredzēta Lielā sprādziena atjaunošanai.
Virpuļojošā daļiņu zupa griežas ar ātrumu, ko paņem ar galvu - daudzas reizes ātrāk nekā tuvākie pretendenti.
Tomēr negaidiet, ka šis ātri vērpjošais šķidrums jebkurā laikā pagriezīsies, jo virpuļi rodas materiālā, ko sauc par kvarka-gluona plazmu, kas ir tik mazs, ka šīs virpināšanas signālu var noteikt tikai tās ražotās daļiņas.
"Mēs nevaram aplūkot kvarka-gluona plazmu; tā atrodas atoma kodola mērogā," sacīja Ohaio štata universitātes fiziķis Maikls Liza, kurš strādā pie relativistiskā smago jonu sadursmes (RHIC) sadarbības, kas izveidoja jauni rezultāti.
Karsta zupa
Tieši pēc Lielā sprādziena karsto pirmatnējo elementāro daļiņu sautējumu, ko sauc par kvarkiem un gluoniem, caurvija mazuļa Visums. Šīs elementārās daļiņas ir pazīstamu daļiņu, piemēram, protonu un neitronu, celtniecības bloki. Šai kvarca-gluona plazmai ir vairākas unikālas īpašības. Pirmkārt, tas ir karstākais zināmais šķidrums temperatūrā no 7 triljoniem līdz 10 triljoniem grādu pēc Fārenheita (no 3,9 triljoniem līdz 5,6 triljoniem grādu pēc Celsija). Tas ir arī blīvākais šķidrums un "gandrīz ideāls", jo tas gandrīz nejūt berzi, kas nozīmē, ka tas plūst ļoti viegli.
Lai precīzi saprastu, kas notika tajos brīžos pēc Lielā sprādziena, zinātnieki ir atkārtoti izveidojuši šo pirmatnējo daļiņu zupu atomu sadalītājā RHIC Brookhavenas Nacionālajā laboratorijā Uptonā, Ņujorkā. RHIC sagrauj zelta atomu kodolus gandrīz gaismas ātrumā un pēc tam izmanto ultrajutīgus detektorus, lai izmērītu daļiņas, kas izlido no sadursmes.
Virpuļojošs šķidrums
Jaunajā pētījumā komanda analizēja kvarka-gluona plazmas virpīgumu - būtībā tās leņķiskā impulsa rādītāju vai, sarunvalodas izteiksmē, cik ātri tas griežas.
Protams, viņiem bija unikāls šķērslis: RHIC var saražot tikai teensy materiāla daudzumu, un tas dzīvo ļoti īslaicīgi jeb apmēram 10 ^ mīnus 23 sekundes. Tātad nav iespējas reāli "novērot" šo šķidrumu tradicionālajā izpratnē.
Tā vietā zinātnieki meklē parakstus par tā virpināšanu, pamatojoties uz zupas izdalītajām daļiņām, Liza stāstīja Live Science. Vidēji daļiņām, kas atrodas vērpšanas šķidrumā, vajadzētu būt griezieniem, kas aptuveni sakrīt ar šķidruma leņķisko impulsu. Izmērot, cik daudz daļiņu, kas nāk no šīs virpuļojošās zupas, tiek novirzīts no paredzamā ceļa, komanda varēja aprēķināt aptuvenu šķidruma virpuma novērtējumu - tas aptuveni mēra vietējo vērpšanas kustību. Proti, daļiņām, kas pazīstamas kā lambda baryons, ir tendence samazināties lēnāk nekā citām daļiņām, piemēram, protoniem un neitroniem, kas nozīmē, ka RHIC detektori varēja vieglāk izsekot viņu ceļiem pirms izzušanas.
Izrādās, ka virpulis kvarka-gluona plazmā liek tornado virpuļojošajai kustībai šķist mierīga diena parkā. Virpulis ir visu laiku ātrākais reģistrētais - daudz ātrāks nekā Jupitera Lielais sarkanais plankums, virpuļojošā gāzes vētra. Tas ir arī ātrāks nekā iepriekšējais ierakstu turētājs, pārdzesēts hēlija nanodropleta tips, pētnieki ziņoja 2. augusta žurnālā Nature.
Izpratne par šķidruma plūsmas struktūru plazmā varētu atklāt ieskatu spēcīgajā kodolspēkā, kas kopā saista atomus, sacīja pētnieki. Vairākas konkurējošās daļiņu teorijas sniedz vorticitātes prognozes, kuras galu galā varētu salīdzināt ar šiem eksperimentālajiem rezultātiem. Tomēr zinātnieki joprojām pārāk maz zina par plazmas virpuļojošajām īpašībām, lai izdarītu galīgus secinājumus.
"Ir pāragri pateikt, vai tas mums māca kaut ko būtisku," sacīja Liza.
