Физичари су створили три различита облика кремен-глуонске плазма мрље користећи Релативистички тешки јонски сударач у Броокхавен Натионал Лаборатори. Ова плазма је егзотична врста материје која је напунила свемир првих милисекунди након Великог праска.
(Слика: © Јавиер Орјуела Кооп)
Први делић секунде након Великог праска, свемир није био ништа друго до изузетно врућа „супа“ кваркова и глуона - субатомских честица које би постале градивни блокови протона и неутрона. Сада, 13,8 милијарди година касније, научници су поново створили ову првобитну супу у лабораторији.
Користећи релативистички тешки јонски сударач из Броокхавен Натионал Лаборатори у Уптону, Нев Иорк, физичари су генерисали ситне капи ове кварк-глуонске плазме разбијајући заједно различите комбинације протона и неутрона. Током ових падова, кваркови и глуони који чине протоне и неутроне су се ослобађали и понашали се као течност, открили су истраживачи.
Зависно од комбинације честица које су истраживачи разбили заједно, сићушни, течни глобуси плазме формирали су један од три различита геометријска облика: кругови, елипсе или троуглови. [Слике: Пееринг Бацк то Биг Банг & Еарли Универзум]
"Наш експериментални резултат увелико нас је приближио одговору на питање која је најмања количина материје раног свемира која може постојати", рекао је у изјави физичар Јамие Нагле, физичар са Универзитета Цолорадо Боулдер.
Кварк-глуонска плазма први пут је створена у Броокхавену 2000. године, када су истраживачи разбили једра златних атома. Затим су научници са Великог хадронског сударача у Женеви одбили очекивања када су створили плазму разбијајући два протона заједно. "То је било изненађујуће јер је већина научника претпоставила да усамљени протони не могу испоручити довољно енергије да направе било шта што може тећи попут течности", рекли су у изјави званичници УЦ Боулдер-а.
Нагле и његове колеге одлучили су да тестирају флуидна својства овог егзотичног стања материје стварајући малене глобусе од ње. Ако се плазма заиста понаша као течност, мали би глобуси требали бити у стању да задрже облик, предвиђали су истраживачи.
"Замислите да имате две капљице које се шире у вакуум", рекао је Нагле. "Ако су две капљице заиста блиске једна другој, онда док се шире, упадају једна у другу и гурају се једна против друге, и то је оно што ствара овај образац."
"Другим речима, ако два камена бацате у језеро близу један другога, талас са тих удара прелиће се једно у друго, формирајући образац који подсећа на елипсу", рекли су званичници УЦ Боулдер. "Исто би могло бити и ако разбијете пар протона-неутрона, звани деутерон, у нешто веће ... Исто тако, протон-протонски-неутронски трио, такође познат као атом хелијума-3, могао би се проширити у нешто слично до троугла. "
Испадајући ове различите комбинације протона и неутрона у атоме злата при брзини светлости, истраживачи су успели да ураде управо оно чему су се надали: створили елиптичне и троугласте мрље од кварк-глуонске плазме. Када су научници разбили један протон у атому злата, резултат је био кружна мрља првобитне супе.
Ове краткотрајне капљице кварк-глуонске плазме достизале су температуре од трилијуна степени Целзијуса. Истраживачи сматрају да би проучавање ове врсте материје "могло помоћи теоретичарима да боље схвате како се универзална оригинална кварк-глуонска плазма хладила током милисекунди, што је родило прве атоме који постоје", саопштили су званичници УЦ Боулдер.
Резултати ове студије објављени су 10. децембра у часопису Натуре Пхисицс.
