Фото детектора ALICE у CERN. Фото люб'язно надано CERN.
Бідкання ледве нічого разом не наближає вчених до розуміння дивних станів речовини, наявних лише за кілька мілісекунд після створення Всесвіту у Великому вибуху. Про це говорять фізики з CERN та Національної лабораторії Брукхейвена, які представляють свої останні результати на конференції Quark Matter 2012 у Вашингтоні, округ Колумбія.
Розбиваючи разом іони свинцю в рамках менш відомого експерименту з важкими іонами АЛІС CERN, фізики заявили в понеділок, що вони створили найтепліші техногенні температури коли-небудь. В одну мить вчені ЦЕРН відтворили плазмову глюонову плазму - при температурі на 38 відсотків гарячішій, ніж попередній рекордний плазменний 4-трильйонний градус. Ця плазма - субатомний суп і дуже унікальний стан речовини, який, як вважалося, існував у найдавніші моменти після Великого вибуху. Раніші експерименти показали, що ці різновиди плазми поводяться як ідеальні рідини без тертя. Цей висновок означає, що фізики вивчають найгустішу і найгарячішу речовину, створену в лабораторії; У 100 000 разів спекотніший за внутрішність нашого Сонця і щільніше, ніж нейтронна зірка.
Вчені CERN тільки починають з липневого оголошення про відкриття невловимого бозона Хіггса.
«Поле фізики важких іонів має вирішальне значення для дослідження властивостей речовини у первісному Всесвіті, одне з ключових питань фундаментальної фізики, яке розглядає ЛГК та його експерименти. Це ілюструє, як на додаток до розслідування нещодавно виявленого богсона, подібного Хіггсу, фізики в ЛГК вивчають багато інших важливих явищ як у зіткненнях протона-протона, так і свинцю », - сказав генеральний директор ЦЕРН Рольф Хейер.
Згідно з прес-релізом, результати допомагають вченим зрозуміти "еволюцію речовини з високою щільністю, сильно взаємодіючої як в просторі, так і в часі".
Тим часом вчені з релятивістського важкого іонного колайдера Брукхейвена (RHIC) заявляють, що вони помітили перший погляд на можливу межу, що відокремлює звичайну речовину, складену з протонів та нейтронів, від гарячої первісної плазми кварків та глюонів у ранньому Всесвіті. Подібно до того, як вода існує в різних фазах, тверда, рідка або пара, залежно від температури та тиску, фізики RHIC розгадують межу, коли звичайна речовина починає утворюватися з плазмової плазми глюону, розбиваючи іони золота разом. Вчені досі не впевнені, де провести межі, але RHIC надає перші підказки.
Ядра звичайних атомів сьогодення та споконвічна кварково-глюонова плазма, або QGP, являють собою дві різні фази речовини та взаємодіють у самих основних силах Природи. Ці взаємодії описані в теорії, відомій як квантова хромодинаміка або QCD. Результати STAR і PHENIX RHIC показують, що досконалі властивості рідини плазми кваркової глюону домінують при енергіях понад 39 мільярдів електронних вольт (GeV). У міру розсіювання енергії починають з'являтися взаємодії між кварками та протонами та нейтронами звичайної речовини. Вимірювання цих енергій дає вченим покажчики, що вказують на наближення межі між звичайною речовиною та КГП.
"Критична кінцева точка, якщо вона існує, виникає при унікальному значенні температури і щільності, за якою можуть існувати QGP і звичайна речовина", - сказав Стівен Вігдор, асоційований директор лабораторії Брукхейвена з ядерної фізики і частинок, який керує науково-дослідною програмою RHIC . "Це аналог критичної точки, за якою рідка вода та водяна пара можуть існувати у тепловій рівновазі", - сказав він.
Хоча прискорювач частинок Брукхейвена не може відповідати рекордним температурним умовам CERN, вчені з лабораторії енергетики США заявляють, що машина відображає «солодке місце» в цьому фазовому переході.
Заголовок зображення: ядерна фазова діаграма: RHIC сидить у «солодкому місці» енергії для дослідження переходу між звичайною речовиною, виробленою з адронів, і речовиною раннього Всесвіту, відомим як кварка-глюонова плазма. Надано за допомогою Національної лабораторії Брукхейвенської міністерства енергетики США.
Джон Вільямс - науковий письменник і власник TerraZoom, магазину веб-розробок, що базується в штаті Колорадо, який спеціалізується на веб-картах та масштабуванні зображення в Інтернеті. Він також пише нагороджений блог StarryCritters, інтерактивний сайт, присвячений розгляду зображень з Великих обсерваторій NASA та інших джерел по-різному. Колишній редактор, що працював на Final Frontier, його роботи з'явилися в Блозі Планетарного Товариства, Повітря та Космос Смітсонян, Астрономія, Земля, Журналі розробників MX, The Kansas City Star та багатьох інших газетах і журналах.
