Foto ALICE detektorist CERNis. Foto viisakalt CERNilt.
Vaevalt millegi kokku lükkamine viib teadlased üha lähemale mateeria imelike olekute mõistmisele kõigest millisekundite jooksul pärast Universumi loomist Suurel Paugul. Seda väidavad CERNi ja Brookhaveni riikliku labori füüsikud, tutvustades oma viimaseid leide Quark Matter 2012 konverentsil Washingtonis.
CERNi vähemtuntud ALICE raskete ioonide katses pliiioonide purustamisega ütlesid füüsikud esmaspäeval, et nad lõid kõigi aegade kuumimad inimtegevusest tulenevad temperatuurid. Hetkega taastasid CERNi teadlased kvark-glüooni plasma - temperatuuril 38 protsenti kuumem kui varasema rekordilise 4 triljoni kraadise plasmaga. See plasma on subatomaatiline supp ja väga ainulaadne mateeriaseisund, mis arvatakse olevat eksisteerinud kõige varasematel hetkedel pärast Suurt Pauku. Varasemad katsed on näidanud, et need konkreetsed plasmasordid käituvad nagu täiuslikud hõõrdetud vedelikud. See leid tähendab, et füüsikud uurivad kõige tihedamat ja kuumemat ainet, mis laboris kunagi loodud; 100 000 korda kuumem kui meie Päikese sisemus ja tihedam kui neutronitäht.
CERNi teadlased on just tulemas oma juulikuisest teadaandest tabamatu Higgsi bosoni avastamise kohta.
„Raskeioonide füüsika valdkond on ülioluline aine omaduste tuvastamiseks ürgses universumis - see on üks põhifüüsika põhiküsimusi, mille lahendamiseks LHC ja selle eksperimendid on kavandatud. See illustreerib, kuidas lisaks hiljuti avastatud Higgsi-laadse bosoni uurimisele uurivad LHC füüsikud ka paljusid muid olulisi nähtusi nii prootoni-prootoni kui ka plii-plii kokkupõrgetes, “ütles CERNi peadirektor Rolf Heuer.
Pressiteate kohaselt aitavad leiud teadlastel mõista „tihedusega, tugevalt interakteeruva aine arengut nii ruumis kui ka ajas.“
Samal ajal väidavad Brookhaveni relativistliku raskete ioonide kokkupõrke (RHIC) teadlased, et nad on täheldanud esimest pilku võimalikust piirist, mis eraldab prootonitest ja neutronitest koosnevat tavalist ainet kvarkide ja gluonide kuumast ürgsest plasmast varases universumis. Nii nagu vesi eksisteerib erinevates faasides, tahke, vedela või auruna, sõltuvalt temperatuurist ja rõhust, harrastavad RHIC-i füüsikud piiri, kus kvarglülooniplasmast hakkab moodustuma tavaline aine, purustades kokku kuldioonid. Teadlased pole endiselt kindlad, kuhu piirjooni tõmmata, kuid RHIC pakub esimesi vihjeid.
Tänapäeva tavaliste aatomite tuumad ja ürgne kvark-gluoni plasma ehk QGP tähistavad mateeria kahte erinevat faasi ja interakteeruvad looduse jõudude kõige põhilisemas faasis. Neid koostoimeid kirjeldatakse teoorias, mida nimetatakse kvantkromodünaamikaks ehk QCD. RHICi STARi ja PHENIXi leiud näitavad, et kvarglülooniplasma täiuslikud vedelad omadused domineerivad energiatel, mis ületavad 39 miljardit elektronvolti (GeV). Energia hajudes hakkavad ilmnema kvarkide ja tavalise mateeria prootonite ja neutronite vastastikmõjud. Nende energiate mõõtmine annab teadlastele suunaviidad tavalise mateeria ja QGP vahelise piiri lähenemisele.
"Kriitiline tulemusnäitaja, kui see on olemas, toimub temperatuuri ja tiheduse unikaalsel väärtusel, mille ületamisel võivad QGP ja tavalised ained koos eksisteerida," ütles Steven Vigdor, Brookhaveni tuuma- ja osakestefüüsika kaastöötaja, kes juhib RHIC-i teadusprogrammi. . "See on analoogne kriitilise punktiga, millest väljaspool võib vedel vesi ja veeaur eksisteerida termilises tasakaalus," ütles ta.
Ehkki Brookhaveni osakestekiirendi ei vasta CERNi püstitatud temperatuuritingimustele, väidavad USA energeetikaosakonna labori teadlased, et masin kaardistab selles faasivahetuses “magusa koha”.
Kujutise pealkiri: Tuumafaasiskeem: RHIC paikneb energia „magusas kohas”, et uurida üleminekut hadronitest valmistatud tavalise mateeria ja universumi varajase aine vahel, mida tuntakse kvark-glükoosplasmana. USA energeetikaosakonna Brookhaveni riikliku labori viisakalt.
John Williams on teaduskirjanik ja Colorado-põhise veebiarenduspoe TerraZoom omanik, mis on spetsialiseerunud veebikaardistamisele ja veebipiltide suumimisele. Samuti kirjutab ta auhinnatud ajaveebi StarryCritters - interaktiivse saidi, mis on pühendatud NASA suurepäraste observatooriumide ja muude allikate piltide vaatamisele erineval viisil. Endise kaadriülese ajakirja Final Frontier kaastöötajana on tema tööd ilmunud Planetary Society blogis, Air & Space Smithsonianis, Astronoomias, Maalehes, MX Developer’s Journalis, The Kansas City Staris ja paljudes teistes ajalehtedes ja ajakirjades.
