Потрага је сужавала за тајанствени облик материје предвиђен Еинстеиновом теоријом посебне релативности. Након више од деценије гледања, научници на највећем светском сударачу честица верују да су на ивици да то пронађу.
Али истраживачи не траже у експлодираним цревима честица разбијених готово светлосном брзином.
Уместо тога, физичари на Великом хадронском сударачу (ЛХЦ), прстену дужине 17 километара (27 километара), закопаног под земљом близу границе између Француске и Швајцарске, траже несталу материју, која се назива кондензат у боји стакла, проучавањем шта се дешава када честице не сударајте, већ уместо тога зумирајте једни друге у скоро промашаје.
У Стандардном моделу физике, теорији која описује зоолошки врт субатомских честица, 98% видљиве материје у свемиру држи се помоћу основних честица које се називају глуони. Те погодно именоване честице одговорне су за силу која се заједно сажмекује и ствара протоне и неутроне. Када се протони убрзавају до брзине светлости, појављује се необична појава: Концентрација глуона у њима расте.
"У тим случајевима, глуони се деле на парове глуона са нижом енергијом, а такви глуони се цепају накнадно, и тако даље," рекао је Даниел Тапиа Такаки, ванредни професор физике и астрономије на Универзитету у Канзасу. "У неком тренутку, цепање глуона унутар протона достиже границу на којој умножавање глуона престаје да се повећава. Такво стање је познато као стаклени кондензат у боји, хипотезирана фаза материје за коју се сматра да постоји у веома високом нивоу. енергетских протона, као и у тешким језграма. "
Према Броокхавен Натионал Лаборатори, кондензат може објаснити многе неразрешене мистерије физике, као што су како се честице формирају у високоенергетским сударима или како се материја дистрибуира унутар честица. Међутим, потврђивање његовог постојања деценијама избегава научнике. Али 2000. године, физичари на Броокхавен-овом релативистичком тешком јонском сударачу пронашли су прве знакове да кондензат у стакленом бојом може постојати.
Када је лабораторија разбила атоме злата лишеног електрона, пронашли су необичан сигнал у честицама које су истицале из судара, наговештавајући да су протони атома били набијени глуонима и почели да формирају кондензат стаклене боје у боји. Даљи експерименти са сударањем тешких јона у ЛХЦ-у су имали сличне резултате. Међутим, сударање протона заједно релативистичким брзинама може дати лепршави поглед на унутрашњост протона пре него што субатомске честице насилно експлодирају. Сондирање унутрашњости протона узима нежнији приступ.
Када се наелектрисане честице, попут протона, убрзавају до велике брзине, они стварају снажна електромагнетна поља и ослобађају енергију у облику фотона или честица светлости. (Захваљујући двострукој природи светлости, то је такође талас.) Те цурења енергије су некад биле одбачене као нежељени споредни ефекат акцелератора честица, али физичари су научили нове начине употребе ових високоенергетских фотона у своју корист.
Ако се протони нађу међу убрзанима у акцелератору, олуја фотона које ослобађају може изазвати сударе протона на фотону. Ови такозвани ултра-периферни судари су кључ за разумевање унутрашњег рада протона високе енергије.
"Када високоенергетски светлосни талас погоди протони, он ствара честице - све врсте честица - без пробијања протона", наводи се у саопштењу Тапиа Такакија. "Те честице је снимио наш детектор и омогућавају нам да реконструишемо невиђено квалитетну слику онога што је унутра."
Тапиа Такаки и међународна сарадња научника сада користе ову методу за проналажење невидљивог стакленог кондензата у боји. Истраживачи су објавили ране резултате своје студије у августовском броју Европског физичког часописа Ц. По први пут тим је могао индиректно да измери густину глуона на четири различита енергетска нивоа. На највишем нивоу су пронашли доказе да се кондензат у боји стакла тек почиње формирати.
Резултати експеримента "... су врло узбудљиви, дају нове информације о глуонској динамици у протону, али постоје многа теоријска питања на која није одговорено," Вицтор Гонцалвес, професор физике на Федералном универзитету у Пелотасу у Бразилу и коаутор студије, наведено је у изјави.
За сада, постојање кондензата у боји у стаклу остаје неизрецива мистерија.
