Физиците от ЦЕРН съобщават, че случайно са успели да създадат в Големия адронен колайдер (ГАК) кварко-глуонна плазма - материя от времето на Големия взрив. Резултатите от експериментите и анализите им са публикувани в списание Nature Physics.
"Изключително радостни сме от откритието. Имаме нова възможност да изучаваме материята в нейното първично състояние. Възможността да изучаваме кварко-глуонната плазма в по-прости и удобни условия, каквито са стълкновенията на протони, ни отваря цяло ново измерение в начина, по който можем да разберем как се е развивала Вселената по време и преди Големи взрив", казва Фредерико Антинори, официален говорител на колаборацията ALICE в рамките на ГАК.
Така наречената кварко-глуонната плазма, или "квагма", представлява материята, "разглобена" до най-малките си частици - кварките и глуоните, които обикновено остават заключени вътре в протоните, неутроните и другите частици на силните ядрени взаимодействия. За да бъдат "освободени" кварките и глуоните са необходими огромни температури и енергии, които - според всеобщото мнение на експертите - са съществували само в момента на Големия взрив.
Преди около десет години физиците установяват, че подобни условия може да се пресъздадат, ако се сблъскват достатъчно тежки йони, което е постижимо в мощните ускорители на частици. Дълго време учените приемат, че по друг начин не може да се получи "квагма", но през миналата година те забелязват първите признаци, че нещо се случва не както трябва, когато анализират резултатите от последните експерименти с детектора CMS в ГАК. Оказва се, че "първичната материя на Вселената" се образува и при сблъскването на единични протони с йони на оловото.
Антинори и колегите му установяват, че своеобразен аналог на квагмата възниква и при сблъскване на протони помежду им. Това се случва след анализи на данните от детектора ALICE, събрани след рестартирането на ГАК през април 2015 година.
Протоните и неутроните се състоят от два вида субатомни частици - "долни" (d) и "горни" (u) кварки. Съществуват още четири вида кварки - дънни (b), чаровни (c), странни (s) и топ (t). Те съставляват основата на екзотичните форми на материята и не съществуват в стабилен вид в природата. Учените обясняват, че всички тези кварки могат да се формират само в присъствието на "свободни" глуони, вътре в кварко-глуонната плазма.
Наблюденията с ALICE показват, че сблъскването между протони довежда до появата на микроскопични "облачета" от кварко-глуонна плазма - "супа" от кварки и глуони от разрушените протони, нагрети до невъобразимо високи температури (около четири трилиона градуса по Целзий). Следи от плазмата под форма на частици, съдържащи т.нар. "странни" кварки, са регистрирани от детектора в големи количества.
Интересното е, че частиците с голям брой "странни" кварки се появяват по-често, отколкото останалите продукти от сблъсъка на протони. Учените са на мнение, че това подсказва за необичайни обстоятелства около зараждането им, свързани с условията, които "царят" вътре в кварко-глуонната плазма в момента на формирането ѝ.
В заключение учените казват, че това ще им позволи да изучават свойствата на "квагмата", използвайки колизиите на "удобните" за физиците протони, а не сложните тежки йони. Така науката ще се доближи още до разгадаване на състоянието, в което се е намирала Вселената преди и по време на Големия взрив.
0 коментара:
Публикуване на коментар