Małe, krótkotrwałe krople wczesnej materii wszechświata

Anonim

Co było ważne jak chwile po Wielkim Wybuchu? Cząsteczki wyłaniające się z najniższych energii zderzeń małych cząstek o dużych ciężkich jądrach w Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) mogą znaleźć odpowiedź. Naukowcy ujawnili, że cząsteczki wykazują zachowanie związane z tworzeniem zupy kwarków i gluonów, bloków budulcowych prawie całej widocznej materii. Te wyniki z eksperymentu PHENIX RHIC sugerują, że te zderzenia na małą skalę mogą wytwarzać maleńkie, krótkotrwałe drobiny materii, które naśladują wczesny wszechświat. Plamki oferują wgląd w materię, która powstała prawie 14 miliardów lat temu, tuż po Wielkim Wybuchu.

Naukowcy zbudowali RHIC, aby stworzyć i zbadać tę formę materii, zwaną plazmą kwarkowo-gluonową. Jednak początkowo spodziewali się zobaczyć oznaki plazmy kwarkowo-gluonowej tylko w wysokoenergetycznych zderzeniach dwóch ciężkich jonów, takich jak złoto. Nowe odkrycia dodają coraz więcej dowodów z RHIC i Wielkiego Zderzacza Hadronów w Europie, że plazma kwarkowo-gluonowa może również powstać, gdy mniejszy jon zderzy się z ciężkim jonem. Eksperymenty pomogą naukowcom zrozumieć warunki wymagane do stworzenia tej niezwykłej formy materii.

W częściowo zachodzących na siebie zderzeniach złoto-złoto w RHIC z "równika" wyłania się więcej cząstek niż prostopadle do kierunku kolizji. Ten eliptyczny schemat przepływu, jak sądzą naukowcy, spowodowany jest interakcjami cząstek z niemal "perfekcyjnie" - osiąganą w zderzeniach plazą kwarkowo-gluonową o swobodnym przepływie, podobną do cieczy. Nowe eksperymenty wykorzystywały niższe energie i zderzenia znacznie mniejszych deuteronów (zbudowanych z jednego protonu i jednego neutronu) ze złotymi jądrami, aby dowiedzieć się, jak to doskonałe zachowanie płynne powstaje w różnych warunkach - szczególnie w czterech różnych energiach zderzeniowych. Korelacje w sposobie, w jaki cząstki wyłoniły się z tych zderzeń deuteron-złoto, nawet przy najniższych energiach, pasowały do ​​tego, co naukowcy zaobserwowali w bardziej energicznych zderzeniach dużych jonów.

Wyniki te potwierdzają pogląd, że w tych małych systemach istnieje plazma kwarkowo-gluonowa, ale istnieją inne możliwe wyjaśnienia wyników. Jednym z nich jest obecność innej formy materii zwanej kondensatem barwnego szkła, który jest uważany za zdominowany przez gluony. Naukowcy z RHIC przeprowadzą dodatkowe analizy i porównają swoje wyniki eksperymentów z bardziej szczegółowymi opisami zarówno plazmy kwarkowo-gluonowej, jak i kondensatu barwnego szkła, aby rozwiązać ten problem.

menu
menu