Фотография детектора ALICE в ЦЕРН. Фото любезно предоставлено ЦЕРН.
Почти безрезультатное сближение ученых приближает ученых к пониманию странных состояний материи, существующих всего через миллисекунды после создания Вселенной в Большом Взрыве. Это, по словам физиков из CERN и Брукхейвенской национальной лаборатории, представит свои последние результаты на конференции Quark Matter 2012 в Вашингтоне, округ Колумбия.
Объединяя ионы свинца вместе в менее известном эксперименте ALICE с тяжелыми ионами в CERN, физики заявили в понедельник, что они создали самые высокие температуры за всю историю человечества. В одно мгновение ученые ЦЕРНа воссоздали кварк-глюонную плазму - при температуре на 38 процентов выше, чем в предыдущей рекордной плазме на 4 триллиона градусов. Эта плазма представляет собой субатомный суп, и считается, что уникальное состояние материи существовало в самые первые моменты после Большого взрыва. Более ранние эксперименты показали, что эти особые разновидности плазмы ведут себя как идеальные жидкости без трения. Это открытие означает, что физики изучают самую плотную и горячую материю, когда-либо созданную в лаборатории; В 100 000 раз горячее, чем внутренняя часть нашего Солнца, и плотнее, чем нейтронная звезда.
Ученые ЦЕРН только что объявили об открытии неуловимого бозона Хиггса.
«Область физики тяжелых ионов имеет решающее значение для исследования свойств вещества в исконной вселенной, одного из ключевых вопросов фундаментальной физики, на который рассчитан LHC и его эксперименты. Это показывает, что в дополнение к исследованию недавно обнаруженного бозона, подобного хиггсовскому, физики на LHC изучают многие другие важные явления как в столкновениях протон-протон, так и свинец-свинец », - сказал генеральный директор CERN Рольф Хойер.
Согласно пресс-релизу, полученные данные помогают ученым понять «эволюцию сильно взаимодействующей материи как в пространстве, так и во времени».
Тем временем ученые из Брукхейвенского релятивистского коллайдера тяжелых ионов (RHIC) говорят, что они впервые увидели возможную границу, отделяющую обычное вещество, состоящее из протонов и нейтронов, от горячей первичной плазмы кварков и глюонов в ранней Вселенной. Подобно тому, как вода существует в разных фазах, твердых, жидких или парообразных, в зависимости от температуры и давления, физики RHIC распутывают границу, где обычное вещество начинает образовываться из кварковой глюонной плазмы, разбивая вместе ионы золота. Ученые до сих пор не уверены, где проводить границы, но RHIC предоставляет первые подсказки.
Ядра сегодняшних обычных атомов и исконная кварк-глюонная плазма, или QGP, представляют две разные фазы материи и взаимодействуют в самых основных силах Природы. Эти взаимодействия описаны в теории, известной как квантовая хромодинамика, или КХД. Результаты исследований RHIC STAR и PHENIX показывают, что идеальные свойства жидкости кварковой глюонной плазмы доминируют при энергиях выше 39 миллиардов электрон-вольт (ГэВ). Когда энергия рассеивается, начинают появляться взаимодействия между кварками, протонами и нейтронами обычной материи. Измерение этих энергий дает ученым указатели, указывающие на приближение границы между обычной материей и QGP.
«Критическая конечная точка, если она существует, имеет место при уникальном значении температуры и плотности, за пределами которого QGP и обычное вещество могут сосуществовать», - сказал Стивен Вигдор, директор лаборатории Брукхейвена по ядерной физике и физике частиц, который возглавляет исследовательскую программу RHIC. , «Это аналогично критической точке, за которой жидкая вода и водяной пар могут сосуществовать в тепловом равновесии», - сказал он.
В то время как ускоритель частиц в Брукхейвене не может соответствовать рекордным температурным условиям CERN, ученые из лаборатории Министерства энергетики США говорят, что машина отображает «сладкое пятно» в этом фазовом переходе.
Подпись к изображению: Фазовая диаграмма ядра: RHIC находится в энергетическом «сладком пятне» для изучения перехода между обычным веществом, состоящим из адронов, и веществом ранней вселенной, известным как кварк-глюонная плазма. Предоставлено Брукхейвенской национальной лабораторией Министерства энергетики США.
Джон Уильямс - научный автор и владелец TerraZoom, колорадского магазина веб-разработок, специализирующегося на веб-картографировании и масштабировании изображений в Интернете. Он также пишет отмеченный наградами блог StarryCritters, интерактивный сайт, посвященный рассмотрению изображений из Великих обсерваторий НАСА и других источников по-другому. Его бывший редактор Final Frontier, его работа появилась в блоге Planetary Society, издании Air & Space Smithsonian, Astronomy, Earth, MX Developer's Journal, The Kansas City Star и во многих других газетах и журналах.
