Stopień interakcji między kwarkami w ciekłych zderzeniach złoto-złoto. Źródło zdjęcia: RHIC Kliknij, aby powiększyć
Stosując szybkie zderzenia między atomami złota, naukowcy uważają, że odtworzyli jedną z najbardziej tajemniczych form materii we wszechświecie - plazmę kwarkowo-gluonową. Ta forma materii była obecna podczas pierwszej mikrosekundy Wielkiego Wybuchu i może nadal istnieć w rdzeniach gęstych, odległych gwiazd.
Daniel Cebra, profesor fizyki z UC Davis, jest jednym z 543 współpracowników w zakresie badań. Jego główną rolą było budowanie elektronicznych urządzeń odsłuchowych, które zbierają informacje o zderzeniach, co porównał do „rozwiązywania problemów 120 000 systemów stereo”.
Teraz, używając tych detektorów, „szukamy trendów w tym, co wydarzyło się podczas zderzenia, aby dowiedzieć się, jak wygląda plazma kwarkowo-gluonowa” - powiedział.
„Próbowaliśmy stopić neutrony i protony, budulce jąder atomowych, w ich kwarkach i gluonach” - powiedział Cebra. „Potrzebowaliśmy dużo ciepła, ciśnienia i energii, wszystko zlokalizowane na małej przestrzeni”.
Naukowcy stworzyli odpowiednie warunki, zderzając czołowo jądra atomów złota. Powstała plazma kwarkowo-gluonowa trwała niezwykle krótko - mniej niż 10-20 sekund, powiedziała Cebra. Ale kolizja pozostawiła ślady, które naukowcy mogli zmierzyć.
„Nasza praca jest jak rekonstrukcja wypadku” - powiedziała Cebra. „Widzimy fragmenty powstałe w wyniku kolizji i konstruujemy te informacje z powrotem do bardzo małych punktów”.
Oczekiwano, że plazma kwarkowo-gluonowa będzie zachowywać się jak gaz, ale dane pokazują, że substancja jest bardziej płynna. Plazma jest mniej ściśliwa niż się spodziewano, co oznacza, że może być w stanie utrzymać jądra bardzo gęstych gwiazd.
„Jeśli gwiazda neutronowa stanie się wystarczająco duża i wystarczająco gęsta, może przejść przez fazę kwarku lub zapadnąć się w czarną dziurę” - powiedział Cebra. „Aby wesprzeć gwiazdę kwarku, plazma kwarkowo-gluonowa wymaga sztywności. Oczekujemy teraz, że będą gwiazdy kwarkowe, ale trudno będzie je badać. Jeśli istnieją, są w nieskończoność daleko ”.
Projekt jest prowadzony przez Brookhaven National Laboratory i Lawrence Berkeley National Laboratory, ze współpracownikami w 52 instytucjach na całym świecie. Prace zostały wykonane w relatywistycznym zderzaczu ciężkich jonów Brookhaven (RHIC).
Oryginalne źródło: UC Davis News Release
