Căutarea se îngustează pentru o formă misterioasă a materiei prezisă din teoria relativității speciale a lui Einstein. După mai bine de un deceniu de cercetare, oamenii de știință din cel mai mare colizor de particule din lume cred că sunt pe punctul de a-l găsi.
Dar cercetătorii nu caută în interiorul exploziei de particule rupte împreună la o viteză aproape ușoară.
În schimb, fizicienii de la Big Hadron Collider (LHC), un inel de 27 de mile (27 de kilometri) îngropat sub pământ în apropierea graniței dintre Franța și Elveția, caută materia care lipsește, numită condensat de sticlă color, studiind ce se întâmplă când particulele nu ciocniți, ci, în schimb, faceți o mișcare una peste alta în ratările apropiate.
În modelul standard al fizicii, teoria care descrie grădina zoologică a particulelor subatomice, 98% din materia vizibilă din univers este deținută împreună de particule fundamentale numite gluoni. Aceste particule bine numite sunt responsabile de forța care lipeste împreună quark-urile pentru a forma protoni și neutroni. Când protonii sunt accelerați aproape de viteza luminii, apare un fenomen ciudat: Concentrația de gluoni din interiorul lor se ridică.
"În aceste cazuri, gluonii se împart în perechi de gluoni cu energii mai mici, iar astfel de gluoni se împart ulterior și așa mai departe", a declarat Daniel Tapia Takaki, profesor asociat de fizică și astronomie la Universitatea din Kansas, într-un comunicat. "La un moment dat, împărțirea gluonilor în interiorul protonului atinge o limită la care înmulțirea gluonilor încetează să crească. O astfel de stare este cunoscută sub numele de condensatul de sticlă de culoare, o fază ipotetică a materiei care se crede că există în foarte mare - protoni de energie și ca și în nuclee grele. "
Conform Brookhaven National Laboratory, condensul ar putea explica multe mistere nesolvate ale fizicii, cum ar fi modul în care particulele se formează în coliziuni cu energie mare sau modul în care materia este distribuită în particule. Cu toate acestea, confirmarea existenței sale a evitat oamenii de știință de zeci de ani. Dar în 2000, fizicienii de la Relativistic Heavy Ion Collider din Brookhaven au descoperit primele semne că condensatul de sticlă de culoare ar putea exista.
Când laboratorul a împletit atomi de aur dezbrăcați de electronii lor, au găsit un semnal ciudat în particulele care curgeau din coliziuni, sugerând că protonii atomilor erau împachetate cu gluoni și începând să formeze condensul de sticlă de culoare. Experimentele ulterioare cu coliziunea ionilor grei la LHC au avut rezultate similare. Cu toate acestea, ciocnirea protonilor împreună cu viteze relativiste nu poate decât să dea o privire trecătoare a păsărilor protonilor înainte de a exploda violent particulele subatomice. Probarea interioarelor protonilor are o abordare mai blândă.
Când particulele încărcate, precum protonii, sunt accelerate la viteze mari, creează câmpuri electromagnetice puternice și eliberează energie sub formă de fotoni sau particule de lumină. (Datorită naturii duale a luminii, este, de asemenea, un val.) Aceste scurgeri de energie au fost odată respinse ca un efect secundar nedorit al acceleratoarelor de particule, dar fizicienii au învățat noi modalități de a utiliza aceste fotoni cu energie mare în avantajul lor.
Dacă protonii se trezesc trecând unul peste altul în accelerator, furtuna de fotoni eliberați poate provoca coliziuni proton-pe foton. Aceste așa-numite coliziuni ultraperiferice sunt cheia pentru înțelegerea funcționării interioare a protonilor cu energie mare.
"Când o undă de lumină cu energie mare lovește un proton, produce particule - tot felul de particule - fără a rupe protonul", a declarat Tapia Takaki într-o declarație. "Aceste particule sunt înregistrate de detectorul nostru și ne permit să reconstruim o imagine fără precedent de înaltă calitate a ceea ce este în interior."
Tapia Takaki și o colaborare internațională a oamenilor de știință folosesc acum această metodă pentru a urmări condensul de sticlă de culoare evaziv. Cercetătorii au publicat rezultatele timpurii ale studiului lor în numărul din august al The European Physical Journal C. Pentru prima dată, echipa a fost capabilă să măsoare indirect densitatea gluonilor la patru niveluri de energie diferite. La cel mai înalt nivel, au găsit dovezi că un condensat de sticlă de culoare abia începe să se formeze.
Rezultatele experimentale "... sunt foarte interesante, oferind noi informații despre dinamica gluonului în proton, există multe întrebări teoretice la care nu s-a răspuns", Victor Goncalves, profesor de fizică la Universitatea Federală din Pelota din Brazilia și un co-autor al studiului, a declarat în declarație.
Deocamdată, existența condensului de sticlă color rămâne un mister evaziv.
