Ερευνητές μαγειρεύουν την «αρχέγονη σούπα» του Μπιγκ Μπανγκ

36

Αμερικανοί ερευνητές ίσως κατάφεραν να αναδημιουργήσουν τη μορφή που είχε η ύλη ένα εκατομμυριοστό του δευτερολέπτου μετά το Μπιγκ Μπανγκ.

Ίσως κατάφεραν να σχηματίσουν το λεγόμενο «πλάσμα κουάρκ – γλουονίων», φέρνοντας σε σύγκρουση πυρήνες ατόμων χρυσού στο Σχετικιστικό Συγκρουστήρα Βαρέων Ιόντων (RHIC) στις ΗΠΑ, έναν από τους ισχυρότερους επιταχυντές του κόσμου.

Τα κουάρκ είναι τα σωματίδια από τα οποία αποτελούνται τα πρωτόνια και τα νετρόνια στα άτομα. Όταν το σύμπαν είχε διάμετρο λίγων μόνο χιλιομέτρων, τα κουάρκ δεν είχαν ακόμα ενωθεί μεταξύ τους, για να σχηματίσουν την ύλη όπως την ξέρουμε σήμερα. Κυκλοφορούσαν ελεύθερα, σε μια υπέρπυκνη, υπέρθερμη «σούπα».

Τα γλουόνια είναι τα σωματίδια – φορείς της ισχυρής πυρηνικής δύναμης, που συγκρατεί τα κουάρκ μεταξύ τους στα στοιχειώδη σωματίδια.

Όπως μεταδίδει το BBC, οι ερευνητές του RHIC επιτάχυναν ιόντα χρυσού σε αντίθετες κατευθύνσεις και προκάλεσαν συγκρούσεις εξαιρετικά υψηλής ενέργειας. Τα ιόντα φαίνεται ότι «έλιωσαν» και σχημάτισαν τη «σούπα» των κουάρκ.

Μετωπική σύγκρουση

Σε μικρές ταχύτητες, η σύγκρουση των ιόντων παράγει δύο δέσμες σωματιδίων που κινούνται σε αντίθετες κατευθύνσεις -όπως δύο μπάλες μπιλιάρδου που συγκρούονται μετωπικά.

Οι ερευνητές διαπίστωσαν, όμως, ότι σε υψηλές ταχύτητες ο ένας από τους δύο πίδακες εξαφανιζόταν, πιθανώς εξαιτίας του πλάσματος κουάρκ – γλουονίων: Όταν σχηματίζεται ένα ζεύγος ελεύθερων κουάρκ στο όριο του πλάσματος, το ένα από αυτά μπορεί να δραπετεύσει και να σχηματίσει πίδακα, ενώ το άλλο παγιδεύεται και απορροφάται στο πλάσμα. Το φαινόμενο ονομάζεται «απόσβεση πίδακα» (jet quenching).

Όταν η ερευνητική ομάδα έφερε σε σύγκρουση ιόντα χρυσού με τα πολύ ελαφρύτερα ιόντα δευτέριου (ισότοπο του υδρογόνου), το φαινόμενο δεν παρατηρήθηκε -ανιχνεύθηκαν δύο πίδακες και όχι ένας.

Αρα, η εξαφάνιση του ενός πίδακα θα πρέπει να οφείλεται στο σχηματισμό του πλάσματος κουάρκ – γλουονίων.

Αν τα αποτελέσματα επιβεβαιωθούν με περαιτέρω πειράματα, θα προσφέρουν στους θεωρητικούς φυσικούς νέες γνώσεις για την ισχυρή πυρηνική δύναμη και τους νόμους που επιτρέπουν την ύπαρξη της ύλης στη σημερινή της μορφή.

Newsroom ΑΛΤΕΡ ΕΓΚΟ