Fotografie detektoru ALICE v CERNu. Foto s laskavým svolením CERN.
Slamming sotva nic dohromady nepřináší vědce stále blíže k pochopení podivných stavů hmoty přítomných právě milisekundy po vytvoření vesmíru ve Velkém třesku. Toto je podle fyziků z CERN a Brookhaven National Laboratory, prezentujících jejich nejnovější nálezy na konferenci Quark Matter 2012 ve Washingtonu, DC.
Tím, že rozbili ionty olova společně v méně známém experimentu ALICE s těžkými ionty ALICE, fyzici řekli v pondělí, že vytvořili nejžhavější umělé teploty, jaké kdy byly. Vědci CERNu okamžitě vytvořili kvark-gluonovou plazmu - při teplotách o 38 procent teplejších než předchozí rekordní plazma o 4 bilionech stupňů. Tato plazma je subatomická polévka a velmi unikátní stav hmoty, o kterém se domníváme, že existoval v nejranějších okamžicích po Velkém třesku. Dřívější experimenty ukázaly, že se tyto konkrétní druhy plazmat chovají jako dokonalé kapaliny bez tření. Toto zjištění znamená, že fyzici studují nejhustší a nejžhavější látku, jakou kdy v laboratoři vytvořili; 100 000krát teplejší než interiér našeho Slunce a hustší než neutronová hvězda.
Vědci CERNu právě přicházejí s červencovým oznámením objevu nepolapitelného Higgsova bosonu.
„Pole fyziky těžkých iontů je rozhodující pro zkoušení vlastností hmoty v pravěkém vesmíru, jedné z klíčových otázek základní fyziky, na které je LHC a její experimenty navrženy. To ukazuje, jak kromě zkoumání nedávno objeveného Higgsovského bosonu, fyzici na LHC studují mnoho dalších důležitých jevů jak v protonových, tak protonových a olovo-srážkových srážkách, “uvedl generální ředitel CERN Rolf Heuer.
Podle tiskové zprávy tato zjištění pomáhají vědcům porozumět „vývoji vysoce husté a silně interagující hmoty v prostoru i čase“.
Mezitím vědci z Brookhavlova Relativistického těžkého iontového srážce (RHIC) tvrdí, že pozorovali první pohled na možnou hranici oddělující obyčejnou hmotu, složenou z protonů a neutronů, z horké prvotní plazmy kvarků a gluonů v ranném vesmíru. Stejně jako voda existuje v různých fázích, pevná látka, kapalina nebo pára, v závislosti na teplotě a tlaku, fyzici RHIC rozplývají hranice, kde se z kvarkové gluonové plazmy formuje obyčejná hmota rozbíjením zlatých iontů. Vědci si stále nejsou jisti, kde nakreslit hranice, ale RHIC poskytuje první vodítka.
Jádra dnešních běžných atomů a prvotní kvark-gluonová plazma neboli QGP představují dvě různé fáze hmoty a interagují v nejzákladnějších přírodních silách. Tyto interakce jsou popsány v teorii známé jako kvantová chromodynamika neboli QCD. Poznatky STAR a PHENIX společnosti RHIC ukazují, že dokonalé kapalné vlastnosti kvark gluonové plazmy dominují při energiích nad 39 miliard elektronových voltů (GeV). Jak se energie rozptyluje, začnou se objevovat interakce mezi kvarky a protony a neutrony obyčejné hmoty. Měření těchto energií dává vědcům ukazatele ukazující na přiblížení hranice mezi obyčejnou hmotou a QGP.
"Kritický koncový bod, pokud existuje, se vyskytuje při jedinečné hodnotě teploty a hustoty, nad kterou mohou koexistovat QGP a obyčejná hmota," řekl Steven Vigdor, ředitel laboratoře jaderné a částicové fyziky v Brookhavenu, který vede výzkumný program RHIC. . "Je to obdobou kritického bodu, za kterým může kapalná voda a vodní pára koexistovat v tepelné rovnováze," řekl.
I když Brookhavenův urychlovač částic nemůže odpovídat teplotním podmínkám CERNu, vědci v laboratoři energetického oddělení U.S tvrdí, že stroj mapuje „sladké místo“ v tomto fázovém přechodu.
Titulek obrázku: Nukleární fázový diagram: RHIC sedí v energetické „sladké skvrně“ pro zkoumání přechodu mezi obyčejnou hmotou vyrobenou z hadronů a hmotou raného vesmíru známou jako kvark-gluonová plazma. S laskavým svolením Národní laboratoře USA v Brookhaven National Laboratory.
John Williams je vědecký spisovatel a majitel TerraZoom, webového vývojového obchodu se sídlem v Coloradu, který se specializuje na webové mapování a online zvětšení obrázků. Píše také oceněný blog StarryCritters, interaktivní web věnovaný pohledu na obrázky z velkých observatoří NASA a dalších zdrojů jiným způsobem. Bývalý přispěvatel pro Final Frontier, jeho práce se objevila v blogu Planetary Society Blog, Air & Space Smithsonian, Astronomy, Earth, MX Developer's Journal, Kansas City Star a v mnoha dalších novinách a časopisech.
