Fotografie a detectorului ALICE de la CERN. Foto cu amabilitatea CERN.
Slamarea aproape nimic nu face ca oamenii de știință să fie din ce în ce mai apropiați de înțelegerea stărilor ciudate ale materiei prezente la doar milisecunde după crearea Universului din Big Bang. Acest lucru este potrivit fizicienilor de la CERN și Laboratorul Național Brookhaven, care își prezintă ultimele descoperiri în cadrul conferinței Quark Matter 2012 din Washington, DC.
Făcând ioni de plumb în cadrul experimentului cu ioni grei ALICE, mai puțin cunoscut al CERN, fizicienii au declarat luni că au creat cele mai tari temperaturi create de om vreodată. Într-o clipă, oamenii de știință CERN au recreat o plasmă cu quark-gluon - la temperaturi cu 38% mai calde decât o plasmă anterioară înregistrată de 4 trilioane de plasmă. Această plasmă este o supă subatomică și starea de materie foarte unică despre care se crede că a existat în primele momente după Big Bang. Experimentele anterioare au arătat că aceste soiuri particulare de plasme se comportă ca niște lichide perfecte, fără frecare. Această constatare înseamnă că fizicienii studiază cea mai densă și cea mai tare materie creată vreodată într-un laborator; De 100.000 de ori mai cald decât interiorul Soarelui nostru și mai dens decât o stea cu neutroni.
Oamenii de știință din CERN abia vin din anunțul din luna iulie a descoperirii descoperitului boson Higgs.
„Domeniul fizicii ionilor grei este crucial pentru testarea proprietăților materiei în universul primordial, una dintre întrebările cheie ale fizicii fundamentale pe care LHC și experimentele sale sunt concepute să le abordeze. Acesta ilustrează modul în care, pe lângă investigarea bosonului descoperit recent, asemănător lui Higgs, fizicienii de la LHC studiază multe alte fenomene importante atât în coliziuni cu protoni - protoni, cât și cu plumb ”, a declarat directorul general al CERN, Rolf Heuer.
Conform unui comunicat de presă, concluziile îi ajută pe oamenii de știință să înțeleagă „evoluția materiei cu densitate ridicată, care interacționează puternic atât în spațiu cât și în timp”.
Între timp, oamenii de știință din Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) din Brookhaven, spun că au observat prima privire a unei posibile granițe care separă materia obișnuită, compusă din protoni și neutroni, de plasma primordială fierbinte de quarkuri și gluoni din Universul timpuriu. La fel cum apa există în diferite faze, solid, lichid sau vapori, în funcție de temperatură și presiune, fizicienii RHIC descoperă granița în care materia obișnuită începe să se formeze din plasma gluonului de quark prin spargerea ionilor de aur împreună. Oamenii de știință încă nu sunt siguri de unde să tragă liniile de graniță, dar RHIC oferă primele indicii.
Nucleele atomilor obișnuiți de astăzi și a plasmei primare quark-gluon, sau QGP, reprezintă două faze diferite ale materiei și interacționează la cele mai de bază dintre forțele Naturii. Aceste interacțiuni sunt descrise într-o teorie cunoscută sub numele de cromodinamică cuantică sau QCD. Rezultatele din STAR și PHENIX ale RHIC arată că proprietățile lichide perfecte ale plasmei gluonului quark domină la energii de peste 39 de miliarde de electroni volți (GeV). Pe măsură ce energia se disipează, interacțiunile dintre quark și protonii și neutronii materiei obișnuite încep să apară. Măsurarea acestor energii oferă oamenilor de știință indicatoare care indică abordarea unei granițe între materia obișnuită și QGP.
„Obiectivul critic, dacă există, apare la o valoare unică a temperaturii și densității, dincolo de care pot coexista QGP și materia obișnuită”, a spus Steven Vigdor, directorul laborator asociat de Brookhaven pentru fizica nucleară și a particulelor, care conduce programul de cercetare RHIC . „Este analog cu un punct critic dincolo de care apa lichidă și vaporii de apă pot coexista în echilibrul termic, a spus el.
În timp ce acceleratorul de particule din Brookhaven nu poate corespunde condițiilor de temperatură stabilite de CERN, oamenii de știință din laboratorul Departamentului de Energie din SUA spun că mașina cartografie „locul dulce” în această fază de tranziție.
Legenda imaginii: diagrama de fază nucleară: RHIC se află în „locul dulce” pentru explorarea tranziției dintre materia obișnuită din hadroni și materia timpurie a universului cunoscută sub numele de plasma quark-gluon. Cu amabilitatea Laboratorului Național Brookhaven din cadrul Departamentului de Energie al SUA.
John Williams este un scriitor științific și proprietar al TerraZoom, un magazin de dezvoltare web bazat în Colorado, specializat în mapare web și zoom-uri online de imagini. De asemenea, scrie blogul premiat, StarryCritters, un site interactiv dedicat să privească imagini din Marile Observatorii ale NASA și din alte surse într-un mod diferit. Fost redactor care a contribuit la Final Frontier, lucrarea sa a apărut pe blogul Planetary Society, Air & Space Smithsonian, Astronomie, Pământ, Jurnalul dezvoltatorului MX, Stele Kansas City și multe alte ziare și reviste.
