CERN fiziķi apgalvo, ka viņiem izdevās nejauši Lielajā hadronu sadursmē (LHC) izveidot kvarka-gluona plazmu, kas ir Lielā sprādziena lieta. Šo eksperimentu rezultāti tika publicēti žurnālā Nature Physics.
“Mēs esam ļoti gandarīti par šo atklājumu. Mums ir jauna iespēja izpētīt matēriju tās sākotnējā stāvoklī. Spēja pētīt kvarca-glikona plazmu vienkāršākos un ērtākos apstākļos, piemēram, protonu sadursmēs, mums paver pilnīgi jaunu dimensiju, kā mēs varam izpētīt, kā Visums izturējās Lielā sprādziena laikā un pirms tā,”sacīja Federico Antinori (Federcio Antinori), oficiālais pārstāvis ALICE sadarbībā LHC.
Tā sauktā kvarka-gluona plazma jeb “quagma” ir matērija, kas “izjaukta” sīkās daļiņās - kvarkos un gluonos, kas parasti notiek protonu, neitronu un citu daļiņu iekšienē ar spēcīgu kodola mijiedarbību. Kvarku un gluonu "atbrīvošanai" ir nepieciešama gigantiska temperatūra un enerģija, kas, kā mūsdienās uzskata zinātnieki, dabā pastāvēja tikai Lielā sprādziena laikā.
Apmēram pirms desmit gadiem fiziķi izdomāja, ka šādus apstākļus var radīt pietiekami spēcīgu jonu sadursme savā starpā, izmantojot jaudīgus daļiņu paātrinātājus. Ilgu laiku zinātnieki uzskatīja, ka quagma nevar iegūt citādā veidā, taču pagājušajā gadā viņi redzēja pirmās pazīmes, ka tas tā nav, pētot LHC neseno eksperimentu rezultātus ar CMS detektoru. Izrādījās, ka "Visuma primāro lietu" veido atsevišķu protonu un svina jonu sadursmes.
Antinori un viņa kolēģi atklāja, ka sava veida quagma analogs rodas arī tad, kad protoni saduras viens ar otru, pētot datus, ko ALICE detektors savācis pēc LHC restartēšanas 2015. gada aprīlī un līdz šai dienai.
Protonus un neitronus veido divu veidu subatomiskās daļiņas - "leju" (d) un "uz augšu" (u) kvarki. Ir vēl četri kvarku veidi - burvīgs (b), apburts (©), dīvains (-i) un patiess (t). Tie veido eksotisko matērijas formu pamatu un dabā neeksistē stabilā formā. Visi šie kvarki, kā saka zinātnieki, var veidoties tikai "brīvu" gluonu klātbūtnē, kvarka-gluona plazmas iekšpusē.
Kā parādīja novērojumi ALICE, protonu sadursme bieži izraisīja kvarka-gluona plazmas mikroskopisko "mākoņu" parādīšanos - kvarku un gluonu "zupu" no iznīcinātiem protoniem, kas uzsildīti līdz neiedomājami augstām temperatūrām - apmēram četriem triljoniem grādiem pēc Celsija. Tā pēdas daļiņu veidā, kas satur tā saucamos “dīvainos” kvarkus, detektors atklāja lielos daudzumos.
Interesanti, ka daļiņas ar lielu skaitu "dīvainu" kvarku parādījās biežāk nekā citi protonu sadursmju produkti. Zinātnieki uzskata, ka tas norāda uz viņu dzimšanas neparastajiem apstākļiem, kas saistīti ar apstākļiem, kas valdīja kvarka-gluona plazmas iekšienē tās veidošanās laikā.
Reklāmas video:
Tas, pēc viņu domām, liek domāt, ka "quagma" īpašības var izpētīt, izmantojot fiziķiem "ērtus" protonu sadursmes, nevis sarežģītus smagos jonus, kas mūs tuvinātu izpratnei par to, kā Visums izskatījās pirms Lielā sprādziena un tā laikā.