CERNi füüsikud väidavad, et neil õnnestus suure hadronite põrkepiirkonnas (LHC) kogemata luua kvark-glüooni plasma - Suure Paugu küsimus. Nende katsete tulemused avaldati ajakirjas Nature Physics.
„Oleme selle avastusega väga rahul. Meil on uus võimalus uurida ainet selle algseisundis. Võimalus uurida kvarkglüooni plasmat lihtsamates ja mugavamates tingimustes, näiteks prootoni kokkupõrgetel, avab meile täiesti uue mõõtme, kuidas saame uurida, kuidas universum käitus Suure Paugu ajal ja enne seda, “ütles Federico Antinori (Federcio Antinori), LHC ALICE koostöö ametlik esindaja.
Niinimetatud kvark-glüooni plasma ehk "quagma" on mateeria, mis on lahti võetud pisikesteks osakesteks - kvarkideks ja gluoonideks, mida tavaliselt hoitakse prootonite, neutronite ja muude osakeste sees tugeva tuuma interaktsiooni toimel. Kvarkide ja gluoonide "vabastamiseks" on vaja hiiglaslikke temperatuure ja energiaid, mis, nagu tänapäeval teadlased usuvad, eksisteerisid looduses alles Suure Paugu ajal.
Umbes kümme aastat tagasi arvasid füüsikud, et selliseid tingimusi saab luua piisavalt raskete ioonide kokkupõrkel, kasutades võimsaid osakeste kiirendeid. Pikka aega uskusid teadlased, et quagmat ei saa muul viisil saada, kuid eelmisel aastal nägid nad LHC-s CMS-detektoriga hiljutiste katsete tulemusi uurides esimesi märke, et see pole nii. Selgus, et "Universumi primaarne aine" moodustub üksikute prootonite ja pliioonide kokkupõrgetest.
Antinori ja tema kolleegid leidsid, et prootonite kokkupõrkel tekivad ka omamoodi quagma-analoogid, uurides ALICE detektori kogutud andmeid pärast LHC taaskäivitamist 2015. aasta aprillis ja tänapäevani.
Prootonid ja neutronid koosnevad kahte tüüpi subatomaatilistest osakestest - "alla" (d) ja "üles" (u) kvarkidest. Kvarke on veel neli tüüpi - jumalik (b), võlunud (©), kummaline (d) ja tõene (t). Need moodustavad aine eksootiliste vormide aluse ega eksisteeri looduses stabiilsel kujul. Kõik need kvargid, nagu teadlased väidavad, võivad moodustuda ainult "vabade" glüloonide juuresolekul, kvark-glükoosiplasmas.
Nagu näitasid ALICE-s tehtud tähelepanekud, viisid prootonite kokkupõrked sageli kvark-glüooni plasma mikroskoopiliste "pilvede" - hävinud prootonitest pärit kvarkide ja gluoonide "supi", mis on kuumutatud kujuteldamatult kõrge temperatuurini - umbes nelja triljoni kraadi Celsiuse järgi. Selle jälgi niinimetatud "imelikke" kvarke sisaldavate osakeste kujul tuvastas detektor suurtes kogustes.
Huvitav on see, et suure hulga "kummaliste" kvarkidega osakesi ilmus sagedamini kui prootoni kokkupõrke muid tooteid. Teadlased usuvad, et see osutab nende sündimise ebatavalistele asjaoludele, mis on seotud tingimustega, mis valitsesid kvark-gluoni plasmas selle moodustumise ajal.
Reklaamvideo:
See viitab nende arvates sellele, et "quagma" omadusi saab uurida füüsikutele "mugavate" prootonite kokkupõrgete, mitte komplekssete raskete ioonide abil, mis lähendab meid mõistmisele, kuidas Universum nägi välja enne Suurt Pauku ja selle ajal.
