Mai repede decât o tornadă, mai rapidă decât furtuna uriașă care se învârte pe Jupiter - este vortexul cel mai rapid din lume, pe care oamenii de știință l-au creat într-o supă primordială de particule lipicioase menite să re-creeze Big Bang.
Supa de particule care se învârtește se rotește cu viteze de prindere a capului - de multe ori mai rapid decât concurenții apropiați.
Cu toate acestea, nu vă așteptați ca acest lichid cu rotire rapidă să întoarcă capetele oricând, în curând, întrucât vârtejurile apar într-un material numit plasmă cu quark-gluon atât de mic încât semnătura acestui vârtej poate fi detectată doar de particulele pe care le produce.
"Nu putem privi plasma de quark-gluon; este la scara unui nucleu atomic", a declarat Michael Lisa, fizician la Universitatea de Stat din Ohio, care lucrează la colaborarea Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC), care a produs rezultate noi.
Supa fierbinte
Imediat după Big Bang, o tocană primordială fierbinte de particule elementare numită quark și gluon a pătruns în universul copilului. Aceste particule elementare sunt blocurile de construcție ale particulelor mai bine cunoscute, cum ar fi protonii și neutronii. Această plasmă cu quark-gluon are mai multe proprietăți unice. În primul rând, la un fulger de 7 trilioane până la 10 trilioane de grade Fahrenheit (3,9 trilioane până la 5,6 trilioane de grade Celsius), este cel mai tare fluid cunoscut. Este, de asemenea, cel mai dens fluid și „aproape perfect”, prin faptul că nu are aproape nicio frecare, ceea ce înseamnă că curge foarte ușor.
Pentru a înțelege exact ce s-a întâmplat în acele momente de după Big Bang, oamenii de știință au creat din nou această supă de particule primordiale într-un atom de distrugere la RHIC, la Brookhaven National Laboratory din Upton, New York. RHIC sparge nucleele atomilor de aur la aproape viteza luminii și apoi folosește detectoare ultrasensibile pentru a măsura particulele care zboară din coliziune.
Fluid învolburat
În noul studiu, echipa a analizat vorticitatea plasmei quark-gluon - în esență o măsură a momentului său unghiular sau, în termeni colocviali, cât de rapid se rotește.
Desigur, au avut un obstacol unic: RHIC poate produce doar o cantitate adolescentină de material, și trăiește foarte trecător, sau aproximativ 10 ^ minus 23 de secunde. Deci nu există nici o modalitate de a „observa” efectiv acest fluid în sensul tradițional.
În schimb, oamenii de știință caută semnături ale vârtejului său, pe baza particulelor emise din ciorbă, a declarat Lisa pentru Live Science. În medie, particulele din interiorul unui fluid de filare ar trebui să aibă rotiri care se aliniază aproximativ cu momentul unghiular al fluidului. Măsurând cât de multe particule care provin din această supă vârtejă sunt deviate de la calea lor așteptată, echipa ar putea calcula o estimare bruscă pentru vorticitatea fluidului - care măsoară aproximativ mișcarea de filare locală. În special, particulele cunoscute sub numele de barionii lambda tind să se descompună mai lent decât alte particule, cum ar fi protonii și neutronii, ceea ce înseamnă că detectoarele RHIC își pot urmări mai ușor căile înainte de a dispărea.
Se pare că vorticitatea din plasma quark-gluon face ca mișcarea vârtejă din interiorul unei tornade să pară o zi calmă în parc. Vomicitatea este cea mai rapidă înregistrată vreodată - mult mai rapidă decât cea a Marii Pete Roșii a lui Jupiter, o furtună învolburată de gaze. Este, de asemenea, mai rapid decât deținătorul de înregistrări anterioare, un tip supercooled de nanodroplet de heliu, au raportat cercetătorii în 2 august în revista Nature.
Înțelegerea structurii fluxului de fluide în plasmă ar putea dezvălui o perspectivă asupra forței nucleare puternice, care leagă atomii împreună, au spus cercetătorii. Mai multe teorii de particule concurente fac predicții despre vorticitate care ar putea fi în cele din urmă comparate cu aceste rezultate experimentale. Cu toate acestea, oamenii de știință încă știu prea puțin despre proprietățile învolburate ale plasmei pentru a trage concluzii definitive.
„Este prea devreme pentru a spune dacă ne învață ceva fundamental”, a spus Lisa.
