Снимка на детектора ALICE в CERN. С любезното съдействие на CERN.
Стремежът почти нищо не сближава учените все по-близо до разбирането на странните състояния на материята само милисекунди след създаването на Вселената в Големия взрив. Това твърдят физиците от CERN и Националната лаборатория в Брукхейвен, представящи последните си открития на конференцията Quark Matter 2012 във Вашингтон, окръг Колумбия.
Чрез разбиването на йони на олово в рамките на по-малко известния експеримент с тежки йони на ALICE на CERN, физиците казаха в понеделник, че са създали най-горещите създадени от човека температури досега. В един миг учените от ЦЕРН пресъздадоха кварково-глюонна плазма - при температури 38 процента по-гореща от предишна рекордна 4-трилионна плазма. Тази плазма е субатомна супа и много уникалното състояние на материята, за което се смята, че е съществувало в най-ранните моменти след Големия взрив. По-ранните експерименти показаха, че тези разновидности на плазмите се държат като перфектни течности без триене. Това откритие означава, че физиците изучават най-плътната и гореща материя, създавана някога в лаборатория; 100 000 пъти по-гореща от вътрешността на нашето Слънце и по-плътна от неутронна звезда.
Учените на CERN тъкмо излизат от съобщението си за юли за откриването на неуловимия бог на Хигс.
„Полето на физиката на тежките йони е от решаващо значение за изследване на свойствата на материята в първобитната вселена, един от ключовите въпроси на фундаменталната физика, който LHC и неговите експерименти са предназначени да адресират. Това илюстрира как в допълнение към разследването на наскоро открития бозон, подобен на Хигс, физиците в LHC изучават много други важни явления както при сблъсъците между протони и протони, така и от олово “, каза генералният директор на CERN Ролф Хейер.
Според съобщение в прессъобщението, откритията помагат на учените да разберат „еволюцията на високо плътна, силно взаимодействаща материя както в пространството, така и във времето“.
Междувременно учените от Релативисткия тежък йонен сблъсък на Брукхейвен (RHIC) твърдят, че са наблюдавали първия поглед на възможна граница, разделяща обикновена материя, съставена от протони и неутрони, от горещата изначална плазма на кварки и глуони в ранната Вселена. Точно както водата съществува в различни фази, твърда, течна или пара, в зависимост от температурата и налягането, физиците на РЗИ разграждат границата, където обикновената материя започва да се образува от плазмената кваркова глюон чрез разбиване на златни йони заедно. Учените все още не са сигурни къде да очертаят граничните линии, но RHIC предоставя първите улики.
Ядрата на обикновените атоми днес и първоначалната квар-глюонна плазма, или QGP, представляват две различни фази на материята и взаимодействат в най-основните сили на природата. Тези взаимодействия са описани в теория, известна като квантова хромодинамика, или QCD. Откритията от STAR и PHENIX на RHIC показват, че перфектните течни свойства на кварковата глюонна плазма доминират при енергии над 39 милиарда електронни волта (GeV). Тъй като енергията се разсейва, взаимодействията между кваркове и протоните и неутроните на обикновената материя започват да се появяват. Измерването на тези енергии дава на учените указателни табели, насочващи към приближаването на граница между обикновената материя и QGP.
„Критичната крайна точка, ако съществува, възниква при уникална стойност на температура и плътност, над която QGP и обикновената материя могат да съществуват съвместно“, казва Стивън Вигдор, асоцииран директор на лабораторията за ядрена и физика на частиците в Брукхейн, който ръководи изследователската програма на RHIC , „Това е аналогично на критичната точка, отвъд която течната вода и водната пара могат да съществуват в термично равновесие, каза той.
Докато ускорителят на частици на Брукхейвен не може да съвпадне с рекордно температурните условия на CERN, учените от лабораторията на САЩ в САЩ казват, че машината картографира „сладкото място“ в този фазов преход.
Надпис на изображението: Ядрена фазова диаграма: RHIC седи в енергийното „сладко място“ за изследване на прехода между обикновената материя, направена от адрони и материята от ранната Вселена, известна като кварк-глюонна плазма. С любезното съдействие на американската национална лаборатория в Брукхейвен.
Джон Уилямс е научен писател и собственик на TerraZoom, базиран в Колорадо магазин за уеб разработки, специализиран в уеб картиране и увеличаване на изображението онлайн. Той също така пише наградения блог StarryCritters, интерактивен сайт, посветен на разглеждане на изображения от Великите обсерватории на НАСА и други източници по различен начин. Бивш редактор за Final Frontier, работата му се появява в блога на планетарното общество, Air & Space Smithsonian, Astronomy, Earth, MX Developer's Journal, The Kansas City Star и в много други вестници и списания.
