Швидше торнадо, швидше, ніж гігантська буря, що закрутилася на Юпітері - це найшвидший у світі вихор, який вчені створили у первісному супі з клейових частинок, який мав на меті створити Великий вибух.
Суп, що закручується з частинок, обертається зі швидкістю відхилення голови - у багато разів швидше, ніж найближчі суперники.
Однак не сподівайтеся, що ця швидкодіюча рідина скоро повернеться до голови, оскільки вихори виникають у матеріалі, що називається кварково-глюоновою плазмою, який настільки малий, що ознаки цього кружляння можуть бути виявлені лише частинками, які він утворює.
"Ми не можемо дивитись на кварк-глюонну плазму; це в масштабі атомного ядра", - сказав Майкл Ліза, фізик Державного університету штату Огайо, який працює над співпрацею релятивістського важкого іонного колайдера (RHIC). нові результати.
Гарячий суп
Одразу після Великого вибуху гаряче споконвічне тушонка елементарних частинок під назвою кварків та глюонів пронизала дитячий Всесвіт. Ці елементарні частинки є будівельними блоками більш відомих частинок, таких як протони та нейтрони. Ця кварково-глюонова плазма має кілька унікальних властивостей. По-перше, при плазмових від 7 трлн до 10 трлн градусів за Фаренгейтом (3,9 трлн до 5,6 трлн градусів Цельсія) це найгарячіша відома рідина. Це також найгустіша рідина і "майже ідеальна", оскільки вона не відчуває тертя майже, тобто дуже легко тече.
Щоб зрозуміти, що саме сталося в ті хвилини після Великого вибуху, вчені заново створили цей первинний суп із частинок у атомній розтроювальній камері в RHIC, в Національній лабораторії Брукхейна в штаті Нью-Йорк, штат Нью-Йорк. RHIC розбиває ядра атомів золота майже зі швидкістю світла, а потім використовує надчутливі детектори для вимірювання частинок, що відлітають від зіткнення.
Вир рідини
У новому дослідженні команда проаналізувала вихровість плазми кварк-глюона - по суті міру її кутового імпульсу або, у розмовному відношенні, як швидко він крутиться.
Звичайно, у них виникла унікальна перешкода: РЗІК може виробляти лише дефіцитну кількість матеріалу, і він живе дуже швидкоплинно, або приблизно 10 ^ мінус 23 секунди. Тож немає можливості насправді «спостерігати» за цією рідиною у традиційному розумінні.
Натомість вчені шукають підписи його кружляння, спираючись на частинки, що виділяються з супу, розповіла Ліза Live Science. В середньому, частинки всередині прядильної рідини повинні мати віджимання, які приблизно вирівнюються з імпульсом рідини. Виміряючи, скільки частинок, що виходять із цього суворого супу, відхиляються від очікуваного шляху, команда може обчислити приблизну оцінку вихровості рідини - яка приблизно вимірює локальний обертовий рух. Зокрема, частинки, відомі як баріони лямбда, як правило, розкладаються повільніше, ніж інші частинки, такі як протони та нейтрони, тобто детектори RHIC могли легше відслідковувати свої шляхи до того, як вони зникли.
Виявляється, вихровість у плазмі кварково-глюону робить кружляльний рух всередині смерчу здається спокійним днем у парку. Вихровість - це найшвидше, що коли-небудь зафіксовано - набагато швидше, ніж у Великої Червоної плями Юпітера, закрученої бурі газу. Це також швидше, ніж попередній рекордсмен, переохолоджений тип нанодроплету гелію, повідомили дослідники 2 серпня в журналі Nature.
Розуміння структури потоку рідини в плазмі може виявити розуміння сильної ядерної сили, яка пов'язує атоми разом, вважають дослідники. Кілька конкуруючих теорій частинок роблять прогнози про вихровість, яку в кінцевому підсумку можна порівняти з цими експериментальними результатами. Однак вчені досі знають занадто мало про завихрені властивості плазми, щоб зробити остаточні висновки.
"Занадто рано говорити, чи навчає нас чогось принципового", - сказала Ліза.
