CERN: Δημιούργησαν ένα μικρό Big Bang – Η ύλη των πρώτων στιγμών του Σύμπαντος εμφανίστηκε εκεί που δεν την περίμεναν

Μια εντυπωσιακή εξέλιξη από το CERN φέρνει τους φυσικούς λίγο πιο κοντά στις πρώτες στιγμές μετά τη Μεγάλη Έκρηξη. Ερευνητές της συνεργασίας ALICE κατάφεραν να δημιουργήσουν μικροσκοπικές ποσότητες quark-gluon plasma, της εξαιρετικά θερμής και πυκνής κατάστασης της ύλης που πιστεύεται ότι γέμιζε το Σύμπαν λίγο μετά τη γέννησή του, χρησιμοποιώντας συγκρούσεις πυρήνων πολύ μικρότερων από εκείνους που θεωρούνταν μέχρι σήμερα απαραίτητοι.

Ένα Little Big Bang μέσα στον επιταχυντή

Στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων, πυρήνες επιταχύνονται σχεδόν στην ταχύτητα του φωτός και συγκρούονται μεταξύ τους. Οι νέες μετρήσεις δείχνουν ότι συγκρούσεις οξυγόνου-16 και νέον-20 μπορούν να δημιουργήσουν αυτή την αρχέγονη μορφή ύλης. Μέχρι τώρα οι επιστήμονες βασίζονταν κυρίως σε πολύ βαρύτερους πυρήνες, όπως ο μόλυβδος, για να δημιουργήσουν τις ακραίες συνθήκες που απαιτούνται.

Το quark-gluon plasma διαρκεί απειροελάχιστα πριν μετατραπεί σε άλλα σωματίδια. Οι ερευνητές επομένως δεν το παρατηρούν σαν ένα αντικείμενο. Αναλύουν το αποτύπωμα που αφήνει στα σωματίδια που παράγονται μετά τη σύγκρουση.

Η ύλη θυμάται το σχήμα του πυρήνα

Οι κινήσεις των σωματιδίων διατηρούν πληροφορίες για τη γεωμετρία των πυρήνων που συγκρούστηκαν. Οι συγκρούσεις οξυγόνου παράγουν διαφορετικό μοτίβο από εκείνες στις οποίες συμμετέχει νέον, του οποίου το σχήμα είναι περισσότερο επιμηκυμένο.

Με απλά λόγια, οι φυσικοί συντρίβουν τον πυρήνα και στη συνέχεια διαβάζουν το ίχνος του μέσα στην έκρηξη. Η τεχνική θα μπορούσε να προσφέρει έναν νέο τρόπο μελέτης της ισχυρής πυρηνικής δύναμης και της εσωτερικής δομής των πυρήνων.

Πόσο μικρό μπορεί να γίνει ένα Big Bang;

Το μεγάλο ερώτημα τώρα είναι πού βρίσκεται το όριο. Πόσο μικρό μπορεί να γίνει ένα σύστημα και να εξακολουθεί να δημιουργεί quark-gluon plasma; Η ομάδα σχεδιάζει πειράματα με ακόμη ελαφρύτερους πυρήνες, μεταξύ των οποίων ήλιο-4.

Η σημασία της έρευνας είναι διπλή: το ίδιο πείραμα μπορεί να μας δώσει πληροφορίες τόσο για τη δομή της ύλης σήμερα όσο και για την κατάσταση του Σύμπαντος στις πρώτες απειροελάχιστες στιγμές της ιστορίας του. Τα αποτελέσματα δημοσιεύθηκαν στο Physical Review Letters.

Κατοχικά Νέα

Πηγή έρευνας: University of Copenhagen / ALICE Collaboration, CERN.