Вторият чар на Големия взрив, Нанотехнологии Nanonewsnet
Вещество, чиято температура е била 100 000 пъти по-висока от температурата във вътрешността на Слънцето и плътността е по-голяма от плътността на неутронните звезди, е получено по време на експерименти на Голям адронен колайдер. Резултатите от неговото проучване бяха докладвани конференции по въпросите на кварките, проведено във Вашингтон.
Физика на тежките йони е в челните редици на световната наука и е от решаващо значение за изучаването на един от ключовите въпроси на естествената наука - изучаване на свойствата на материята в първичната вселена. В допълнение към наскоро открития хигс бозон, на Големия адронен колайдер (LHC) се изучават и много други интересни явления, например, протон-протонни сблъсъци и сблъсъци на оловни ядра.
Смята се, че непосредствено след Големия взрив материята във Вселената е била в специално състояние и е била гореща космическа плазмена „супа“ (т.нар. „Кварк-глюонна плазма“), в която основните „градивни елементи“ на материята са кварки и глюони (виж разреза) - не са били вътре в адроните, както сега, но могат да се движат свободно през обема на материята.
Кварки и глуони. Quarks - това са основни частици в стандартния модел с електрически заряд, от които са съставени масивни частици, подложени на силни взаимодействия - адрони (по-специално те включват протони и неутрони). Глюони Елементарни частици ли са, които причиняват взаимодействието на кварки и са косвено отговорни за комбинацията от протони и неутрони в ядрото.
Сътрудничеството на ALC, ATLAS и CMS на Cern изследва материя, подобна на тази, която според съвременната теоретична физика е съществувала в първите моменти след Големия взрив.
За пресъздаване и изследване на екстремните условия, които са били реализирани във Вселената през първите микросекунди от нейното съществуване, в LHC са проведени експерименти за изследване на сблъсъците на оловни йони.
Експериментите бяха проведени в LHC в продължение на четири седмици през 2011 г. и през това време учените успяха да съберат 20 пъти повече информация, отколкото през 2010 г.
Аналог на първичната материя, получено по време на експерименти в LHC е най-горещото вещество, създавано някога от човека, тъй като температурата на кварк-глюонната плазма достига стойности над 5 трилиона градуса по Целзий!
Това наистина е изключително постижение, тъй като за първи път в лабораторни условия е получено и изследвано вещество, чиято температура е била 100 000 пъти по-висока от температурата във вътрешността на Слънцето, а плътността е по-голяма от плътността на материята на неутронните звезди.
Подобен резултат постигнаха американски учени от Националната лаборатория Брукхейвън (Ню Йорк), които също участваха в конференцията. Чрез вариране на физическите параметри на кварк-глюонната плазма в резултат на сблъсъци на златни йони в широк диапазон, те създават материя, чиято температура достига 4 трилиона градуса по Целзий. Сега американците ще разберат при какви условия плазмената кварк-глюонна "супа" се превръща в обикновено вещество, добре познато ни.
Както каза ръководителят на работата Стивън Вигдор, решението на тази мистерия не е далеч.
ALICE проведе проучване на така наречените "очаровани частици", съдържащи очаровани кварки или антикварки. Такива кварки, които са сто пъти по-тежки от кварките, които съставляват обикновена материя, силно се забавят, когато летят през кварк-глюонна плазма, което дава на учените уникална възможност да изследват техните свойства.
Физиците на ALICE получават доказателства, че плазменият поток е толкова силен, че носи с него очаровани тежки частици.
Експериментът разкрива и признаци на явлението термизация (установяване на термодинамично равновесие), което включва рекомбинация на очаровани кварки и антикварки, за да се образува чармоний (вид кваркония) - частица с така наречения скрит чар, който се състои от очарована кварки и антикварки. И това, според Паоло Джубелино, представител на групата ALICE, е само един от най-ярките примери за научните възможности, предоставени от експеримента ALICE.
Експериментът с CMS ще представи резултатите от изследване на разпадането на кварконий при взаимодействие с кварк-глюонна плазма. Експериментът разкрива доказателства, че различните видове кварконии имат различни енергии на вътрешна връзка. Следователно за разпадането на различни частици са необходими различни енергии на взаимодействие с първичната материя.
Участниците в експеримента ATLAS изследват гасенето с струя, явление, при което високоенергиен поток от частици се сблъсква с плътна кварк-глюонна плазма, като дава на учените подробна информация за плътността и редица други свойства на получената материя.
По време на конференцията физиците обявиха нови открития в тази област, включително резултатите от високо прецизни измервания на процеса на фрагментация на струи, както и корелацията между струите и електрослабите бозони. Тези резултати допълват други забележителни открития на участниците в ATLAS, включително в областта на плазмения поток.
Представители на трите сътрудничества на CERN ще продължат експериментите и ще отбележат важността на получените резултати, тъй като сега се наблюдава не само явлението кварк-глюонна плазма, но и измерванията на нейните параметри се извършват с помощта на различни сензори. Можем да кажем, че човечеството навлиза в нова ера на вълнуващи лабораторни изследвания с висока точност на силно взаимодействащи материи, които значително ще допринесат за разбирането ни за ранната Вселена.