Fizicienii de la CERN susțin că au reușit să creeze din greșeală la Big Hadron Collider (LHC) o plasmă cu quark-gluon, materia Big Bang. Rezultatele acestor experimente au fost publicate în revista Nature Physics.
„Suntem foarte mulțumiți de această descoperire. Avem o nouă oportunitate de a studia materia în starea sa primară. Abilitatea de a studia plasma quark-gluon în condiții mai simple și mai convenabile, cum ar fi coliziunile de protoni, deschide o dimensiune cu totul nouă pentru noi cum putem studia cum s-a comportat universul în timpul și înainte de Big Bang”, a declarat Federico Antinori (Federcio Antinori), reprezentant oficial al colaborării ALICE în cadrul LHC.
Așa-numita plasmă quark-gluon, sau „quagma”, este materia, „dezasamblată” în particule minuscule - quark și gluoni, de obicei deținute în interiorul protonilor, neutronilor și altor particule prin interacțiuni nucleare puternice. Pentru „eliberarea” quark-urilor și gluonilor, sunt necesare temperaturi și energii gigantice, care, așa cum cred astăzi oamenii de știință, au existat în natură doar la vremea Big Bang-ului.
În urmă cu aproximativ zece ani, fizicienii și-au dat seama că astfel de condiții pot fi create prin ciocnirea unor ioni suficient de grei între ei folosind acceleratoare puternice de particule. Multă vreme, oamenii de știință au crezut că quagma nu poate fi obținută în alt mod, dar anul trecut au văzut primele semne că acest lucru nu a fost cazul când au studiat rezultatele experimentelor recente pe detectorul CMS din LHC. S-a dovedit că „materia primară a Universului” este formată din coliziuni ale unor protoni unici și ai ionilor de plumb.
Antinori și colegii săi au descoperit că un fel de analog de quagmă apare și atunci când protonii se ciocnesc între ei, studiind datele colectate de detectorul ALICE după repornirea LHC în aprilie 2015 și până în zilele noastre.
Protonii și neutronii sunt alcătuiți din două tipuri de particule subatomice - quark „jos” (d) și „sus” (u). Există alte patru tipuri de quarks - adorabil (b), fermecat (©), ciudat (e) și adevărat (t). Ele formează baza formelor exotice ale materiei și nu există în natură într-o formă stabilă. După cum spun oamenii de știință, toate aceste quark-uri nu se pot forma decât în prezența gluonilor „liberi”, în interiorul unei plasme cu quark-gluon.
Așa cum au arătat observațiile de la ALICE, coliziunea protonilor între ei a dus adesea la apariția unor „nori” microscopici de plasmă cu quark-gluon - o „supă” de quark și gluoni de la protonii distruși, încălzită la temperaturi inimaginabil de ridicate - aproximativ patru trilioane de grade Celsius. Urmele sale sub formă de particule care conțin așa-numitele quarks „ciudate” au fost detectate de către detector în cantități mari.
Interesant este că particulele cu un număr mare de quarkuri „ciudate” au apărut mai des decât alte produse ale coliziunilor de protoni. Oamenii de știință cred că acest lucru indică circumstanțele neobișnuite ale nașterii lor asociate cu condițiile care au domnit în interiorul plasmei quark-gluon în momentul formării sale.
Video promotional:
Aceasta, în opinia lor, sugerează că proprietățile „quagmei” pot fi studiate folosind coliziuni de protoni care sunt „convenabili” pentru fizicieni, mai degrabă decât ioni grei complexi, ceea ce ne va apropia de înțelegerea modului în care Universul arăta înainte și în timpul Big Bang.
