Физиците, работещи за възстановяването на материята, съществуваща при раждането на Вселената, очакваха нещо като газ и завършиха с „перфектната“ течност, съобщиха четири екипа изследователи на среща на 18 април на Американското физическо общество. Един от отборите се ръководи от MIT.
„Тези наистина зашеметяващи открития ни накараха да заключим, че виждаме нещо съвсем ново - неочаквана форма на материята - което отваря нови пътища за мисъл за основните свойства на материята и условията, съществували непосредствено след [Големия взрив], “Каза Реймънд Орбах, директор на Министерството на енергетиката на Министерството на енергетиката на САЩ, основният привърженик на изследването.
За разлика от обикновените течности, в които отделните молекули се движат на случаен принцип, новата материя изглежда се движи по образец, който проявява висока степен на координация между частиците - нещо като школа на рибите, която реагира като едно цяло, докато се движи през променяща се среда. Това движение на течността е почти „перфектно“, както е дефинирано от уравненията на хидродинамиката.
Представете си поток от мед, след това струя вода. „Водата тече много по-лесно от меда, а новата течност, която сме създали, изглежда тече много по-лесно от водата“, каза Вит Буса, лидер на екипа на MIT и професор по физика Франсис Фридман. Други MIT преподаватели, участващи в работата, са професор Болек Уислоуч и доцент Гюнтер Роланд, и двамата по физика.
Буса отбелязва, че резултатите не изключват, че газоподобна форма на веществото е съществувала в някакъв момент в младата вселена, но данните предполагат „нещо различно и може би дори по-интересно при по-ниските енергийни плътности, създадени в RHIC (Релативистки тежък ионен сблъсък). "
Изследването доведе и до няколко други изненади. Например „има една елегантност, която виждаме в данните, която не е отразена в нашето теоретично разбиране - все още“, каза Роланд.
Раждане на Вселената
Около десет милиона секунди след Големия взрив, физиците смятат, че Вселената е съставена от газ от слабо взаимодействащи обекти, кваркове и глуони, които в крайна сметка ще се скупчат, образувайки атомни ядра и материя, както я познаваме.
И така, през последните 25 години учените работят за възстановяването на тази газ или кварк-глюонна плазма, като изграждат все по-големи атомни чукове. „Идеята е да се ускорят ядрата до почти скоростта на светлината, а след това да се сринат с глава“, каза Буса. "При тези условия се очаква да се образува плазма." Настоящите резултати бяха постигнати на релативисткия тежък йонен сблъсък, разположен в Националната лаборатория в Брукхейвен на DOE.
RHIC ускорява златните ядра в кръгла тръба с диаметър около 2 километра. На четири места ядрата се сблъскват и около тези обекти екипи от учени са изградили детектори за събиране на данните. Четирите инструмента - STAR, PHENIX, PHOBOS и BRAHMS - се различават в подходите си за проследяване и анализ на поведението на частиците. Работата, докладвана на срещата на APS, обобщава резултатите от първите три години на RHIC от четирите устройства. Доклади от всеки екип също ще бъдат публикувани едновременно в предстоящ брой на списанието Nuclear Physics A.
MIT е водеща институция за PHOBOS, сътрудничество между САЩ, Полша и Тайван. „Ние сме много малки“, каза Буса, който разработи концепцията за устройството. „STAR и PHENIX всеки струва около 100 милиона долара и разполагат с около 400 души персонал. Ние струваме по-малко от 10 милиона долара и имаме около 50 души ”, каза той. (BRAHMS също е малък.)
Въпреки това, екипът на PHOBOS получи първите резултати от физиката от три от петте експериментални цикъла на RHIC и се завърза за първи на четвърти. (Петият цикъл все още се анализира.)
За един от тези тиражи екипът събра данните, анализира ги и представи документ за работата в рамките на пет седмици. „Това не е чуто във високоенергийната физика“, каза Буса, който кредитира Роланд за бързия обрат. „Той беше човекът, който управлява извличането на физиката от данните.“
Какво следва?
Въпреки че по-големите детектори на RHIC ще продължат да събират данни, PHOBOS е пенсиониран. „От гледна точка на разходите и ползите смятаме, че сме извлекли колкото се може повече знания от такъв малък експеримент“, каза Буса.
Така че екипът сега гледа към бъдещето. Членовете се надяват да продължат проучванията си при наследника на RHIC, Големият адронен колайдер (LHC), изграден в Европа. Това съоръжение ще има 30 пъти по-голяма енергия на сблъсък на RHIC, което ще доближи учените, които са много по-близо до условията при раждането на Вселената. „В LHC ще тестваме това, което смятаме, че научихме от RHIC“, каза Буса. "Очакваме и нови изненади, може би още по-големи изненади", завърши той.
Изследователски екип на MIT, който понастоящем участва в PHOBOS, е Maarten Ballintijn, Piotr Kulinich, Christof Roland, George Stephans, Robin Verdier, Gerrit vanNieuwenhuizen и Constantin Loizides. В екипа също са шестима аспиранти; изследването вече е довело до пет тези, като две са на път.
Оригинален източник: MIT News Release
