Fizikai sukūrė trijų skirtingų formų kvarko-gliukozono plazmos burbuliukus, naudodamiesi relativistiniu sunkiųjų jonų kaupikliu Brookhaveno nacionalinėje laboratorijoje. Ši plazma yra egzotiška materijos rūšis, kuri visatą užpildė per pirmąsias milisekundes po Didžiojo sprogimo.
(Vaizdas: © Javier Orjuela Koop)
Pirmąją sekundės sekundę po Didžiojo sprogimo Visata buvo ne kas kita, kaip nepaprastai karšta kvarkų ir gluonų „sriuba“ - subatominės dalelės, kurios taps protonų ir neutronų statybiniais elementais. Dabar, po 13,8 milijardo metų, mokslininkai iš naujo sukūrė šią pirmapradę sriubą laboratorijoje.
Naudodamiesi reliatyvistiniu sunkiųjų jonų kaupikliu Brookhaveno nacionalinėje laboratorijoje Uptone, Niujorke, fizikai sukūrė mažus šios kvarko-glikono plazmos lašus, sutriuškindami įvairius protonų ir neutronų derinius. Šių avarijų metu kvarkai ir gluonai, kurie sudarė protonus ir neutronus, išsiskyrė ir elgėsi kaip skystis, nustatė tyrėjai.
Atsižvelgiant į tai, kokį dalelių derinį tyrėjai sutriuškino, mažytės, skysčio pavidalo plazmos bangos sudarė vieną iš trijų skirtingų geometrinių figūrų: apskritimus, elipses ar trikampius. [Vaizdai: „Peering Back to Big Bang & Early Universe“]
„Mūsų eksperimentinis rezultatas mus priartino prie atsakymo į klausimą, koks yra mažiausias ankstyvosios Visatos materijos kiekis, kuris gali egzistuoti“, - pranešime teigė tyrime dalyvavęs Kolorado universiteto Boulderio fizikas Jamie Nagle'as.
Kvarko-gluono plazmos pirmą kartą buvo sukurtos Brukhavene 2000 m., Kai tyrėjai sutriuškino aukso atomų branduolius. Tuomet Ženevos Didžiojo hadronų susidūrėjo mokslininkai nepaisė lūkesčių, kai sukūrė plazmą sutriuškindami du protonus. „Tai nustebino, nes dauguma mokslininkų manė, kad vieniši protonai negali tiekti pakankamai energijos, kad pagamintų viską, kas galėtų tekėti kaip skystis“, - sakoma UC Boulderio pareigūnų pranešime.
Nagle ir jo kolegos nusprendė išbandyti šios egzotiškos materijos būsenos skysčio savybes, sukurdami mažyčius jos gaublius. Jei plazma iš tikrųjų elgiasi kaip skystis, maži rutuliukai turėtų išlaikyti savo formą, prognozavo tyrėjai.
„Įsivaizduokite, kad turite du lašelius, kurie plečiasi į vakuumą“, - sakė Nagle. "Jei du lašeliai yra išties arti vienas kito, tai plečiantis jie patenka vienas į kitą ir stumiasi vienas prieš kitą. Būtent tai ir sukuria šį modelį".
"Kitaip tariant, jei įmesite du akmenis į tvenkinį arti vienas kito, tai tų smūgių bangos svyruos viena į kitą, sudarydamos modelį, primenantį elipsę", - teigė "UC Boulder" pareigūnai. "Tas pats gali būti ir tuo atveju, jei sutriuškinę protonų-neutronų porą, vadinamą deuteronu, į ką nors didesnį ... Panašiai protonų-protonų-neutronų trio, dar žinomas kaip helio-3 atomas, gali išsiplėsti į kažką panašaus. į trikampį “.
Ramindami šiuos skirtingus protonų ir neutronų derinius į aukso atomus arti šviesos greičio, tyrėjai sugebėjo padaryti tiksliai tai, ko jie tikėjosi: sukurti elipsinius ir trikampius kvarko-gluono plazmos pliusus. Kai mokslininkai į aukso atomą sutriuškino vieną protoną, rezultatas buvo apskritas pirmykštės sriubos užpildas.
Šie trumpalaikiai kvarko-gliono plazmos lašai pasiekė trilijonų laipsnių Celsijaus temperatūrą. Tyrėjai mano, kad šio tipo materijos tyrimas „galėtų padėti teoretikams geriau suprasti, kaip pirminė visatos kvarko-gliuko plazma atvėsta per milisekundės ir pagimdė pirmuosius egzistuojančius atomus“, - teigė „UC Boulder“ pareigūnai.
Šio tyrimo rezultatai buvo paskelbti gruodžio 10 d. Žurnale „Nature Physics“.
