LHC произвежда „първоначалната супа“ от Вселената, използвайки по-малко частици, отколкото се смяташе за възможно

Част от компактния мюонен соленоид/CERN

Физиците от ЦЕРН успяха да създадат кварк-глюонна плазма - частицата „супа“, за която се смята, че е съществувала в най-ранните моменти след Голям взрив - използвайки по-малко частици, отколкото някога са смятали за възможно. Наричана „най-малката течност“, тази невероятно гореща и плътна първична слуз може да ни помогне да разберем как материята се е държала и еволюирала само микросекунди след раждането на Вселената.

'Въпреки че вярваме, че състоянието на Вселената около микросекунда след Големия взрив се е състояло от кварк-глуонна плазма, все още има много неща, които не разбираме напълно за свойствата на тази плазма,' каза един от изследователите , Куан Уанг от Университета на Канзас.

Около 10-12секунди след Големия взрив учените смятат, че Вселената е съставена от кварк-глуонна плазма, която те класифицират като 'почти перфектна течност' , защото има почти нулево триене. Произвеждане на температури между 4 трилиона и 6 трилиона градуса по Целзий - около 100 000 пъти по-високи отколкото центъра на Слънцето - този въпрос е най-горещото нещо създавани някога на Земята.

Кварк-глуонната плазма беше произведена за първи път в LHC през 2012 г., но сега изследователите са успели да използват по-малко частици, отколкото се смяташе за възможно, за да разградят протоните и неутроните на техните по-малки части, наречени кварки и глуони. Всеки протон и неутрон отделят по три кварка и това ще освободи глуоните – безмасова форма на материя, която държи кварките заедно с помощта на феномен, известен като Силна сила.

Благодарение на тази сила, която също се нарича цветна сила, при нормални обстоятелства не можете да разделите протони и неутрони, дори и да опитате. Това е така, защото количеството енергия, от което ще се нуждаете, за да го направите, ще доведе до производството на чисто нови кварки (и техните двойници, антикварки), които ще заемат мястото на кварките, които току-що сте „освободили“. Това е известно като задържане на кварк.

„По принцип не можете да видите изолиран кварк, защото цветната сила не ги пуска, а енергията, необходима за разделянето им, произвежда двойки кварк-антикварк много преди те да са достатъчно далеч един от друг, за да се наблюдават отделно“, обяснява уебсайтът на държавния университет на Джорджия.

Но колкото по-близо притискате тези кварки и глуони заедно, толкова по-слаба става тази сила. Разбийте частиците си заедно на невероятно високи енергийни нива – като това, което е създадено вътре в LHC – и ще получите гъста „супа“ от отделни съставки, а не колекция от по-големи атоми.

„Последствието е, че кварките в тясно затворено пространство са напълно свободни да се движат“, казва щатът Джорджия . „Част от природата на ограничаването на кварките е, че колкото повече се опитвате да разделите кварките, толкова по-голяма е силата на задържане.“

Екипът от сътрудничеството на Compact Muon Solenoid (CMS) в Големия адронен колайдер (LHC) на CERN успя да разкъса протоните и неутроните, за да образува кварк-глуонна плазма, като разби протони в оловни ядра със скоростта на светлината вътре в детектора CMS.

„Тези малки капчици кварк-глуонна плазма първоначално бяха интригуваща изненада“, един от екипа, Бернд Мюлер от Националната лаборатория Брукхейвън в САЩ, се казва в изявление . „Първоначално физиците смятаха, че само ядрата на големи атоми като златото ще имат достатъчно материя и енергия, за да освободят градивните елементи на кварките и глуоните, които изграждат протоните и неутроните.“

„Преди експерименталните резултати на CMS се смяташе, че средата, създадена в сблъсъци на протон върху олово, ще бъде твърде малка, за да създаде кварк-глуонна плазма,“ Уанг добави.

И така, какво можем да научим от това? Възможността да се пресъздадат първите моменти след Големия взрив, използвайки по-малко материали, отколкото сме смятали за възможни, означава, че физиците ще могат по-ефективно да изучават и разбират как се е държала материята през това време - често наричано Епохата на кварките. Как са възникнали основните сили, които управляват нашата Вселена, като гравитацията, също е нещо, което изследователите ще преследват, когато изучават кварк-глуонната плазма.

Резултатите са публикувани в Писма за физически преглед .

За Нас

Публикуването На Независими, Доказани Факти От Доклади За Здравето, Пространството, Природата, Технологиите И Околната Среда.