صورة لكاشف ALICE في CERN. الصورة مجاملة من CERN.
بالكاد لا شيء معًا يجعل العلماء أقرب إلى فهم الحالات الغريبة للمادة الموجودة بعد أجزاء من الثانية فقط من خلق الكون في الانفجار العظيم. هذا وفقًا لعلماء الفيزياء من CERN ومختبر Brookhaven الوطني ، الذين قدموا أحدث نتائجهم في مؤتمر Quark Matter 2012 في واشنطن العاصمة.
من خلال تحطيم أيونات الرصاص معًا في تجربة أيون ثقيل ALICE الأقل شهرة لـ CERN ، قال الفيزيائيون يوم الإثنين إنهم خلقوا أعلى درجات حرارة من صنع الإنسان على الإطلاق. في لحظة ، أعاد علماء المنظمة الأوروبية للأبحاث النووية (CERN) إنتاج بلازما كوارك-غلوون - في درجات حرارة أعلى بنسبة 38 في المائة من بلازما قياسية سابقة تبلغ 4 تريليونات درجة. هذا البلازما عبارة عن حساء دون ذري وحالة فريدة جدًا للمادة التي يعتقد أنها كانت موجودة في اللحظات الأولى بعد الانفجار العظيم. أظهرت التجارب السابقة أن هذه الأنواع المعينة من البلازما تتصرف كسوائل مثالية عديمة الاحتكاك. تعني هذه النتيجة أن الفيزيائيين يدرسون أكثر المواد كثافة وسخونة على الإطلاق في المختبر ؛ 100000 مرة أكثر سخونة من باطن شمسنا وأكثر كثافة من نجم نيوتروني.
علماء سيرن سيخرجون لتوهم من إعلانهم في يوليو عن اكتشاف بوزون هيغز بعيد المنال.
'إن مجال فيزياء الأيونات الثقيلة أمر بالغ الأهمية لسبر أغوار خصائص المادة في الكون البدائي ، وهو أحد الأسئلة الرئيسية للفيزياء الأساسية التي صمم المصادم LHC وتجاربه لمعالجتها. يوضح رولف هوير ، المدير العام لـ CERN ، أنه بالإضافة إلى التحقيق في بوزون هيغز الذي تم اكتشافه مؤخرًا ، يقوم الفيزيائيون في LHC بدراسة العديد من الظواهر المهمة الأخرى في كل من تصادم البروتونات والبروتونات والرصاص.
وفقًا لبيان صحفي ، تساعد النتائج العلماء على فهم 'تطور المادة عالية الكثافة والمتفاعلة بشدة في كل من المكان والزمان'.
في غضون ذلك ، يقول العلماء في مصادم الأيونات الثقيل النسبي (RHIC) التابع لشركة Brookhaven ، إنهم لاحظوا أول لمحة لحدود محتملة تفصل المادة العادية ، المكونة من البروتونات والنيوترونات ، عن البلازما البدائية الساخنة للكواركات والغلونات في الكون المبكر. مثلما يوجد الماء في مراحل مختلفة ، صلبة أو سائلة أو بخارية ، اعتمادًا على درجة الحرارة والضغط ، يقوم علماء فيزياء RHIC بكشف الحدود حيث تبدأ المادة العادية في التكوين من بلازما كوارك غلوون عن طريق تحطيم أيونات الذهب معًا. لا يزال العلماء غير متأكدين من مكان رسم الخطوط الحدودية ، لكن RHIC يقدم القرائن الأولى.
تمثل نوى الذرات العادية اليوم وبلازما كوارك-غلوون البدائية ، أو QGP ، مرحلتين مختلفتين من المادة وتتفاعل مع أبسط قوى الطبيعة. تم وصف هذه التفاعلات في نظرية تعرف باسم الديناميكا اللونية الكمومية ، أو QCD. تظهر النتائج من RHIC's STAR و PHENIX أن الخصائص السائلة المثالية لبلازما كوارك غلوون تهيمن عند طاقات تزيد عن 39 مليار إلكترون فولت (GeV). مع تبدد الطاقة ، تبدأ التفاعلات بين الكواركات والبروتونات والنيوترونات للمادة العادية في الظهور. يمنح قياس هذه الطاقات العلماء علامات تشير إلى اقتراب الحد بين المادة العادية و QGP.
قال ستيفن فيجدور ، مدير مختبر بروكهافن للفيزياء النووية والجسيمات ، الذي يقود برنامج أبحاث RHIC . 'إنه مشابه لنقطة حرجة يمكن بعدها أن يتعايش الماء السائل وبخار الماء في توازن حراري ، كما قال.
في حين أن مسرع الجسيمات في Brookhaven لا يمكن أن يتطابق مع ظروف درجة الحرارة التي حددتها CERN ، يقول العلماء في مختبر وزارة الطاقة الأمريكية إن الآلة ترسم 'البقعة الحلوة' في هذه المرحلة الانتقالية.
شرح الصورة: مخطط الطور النووي: يقع RHIC في 'البقعة الحلوة' للطاقة لاستكشاف الانتقال بين المادة العادية المصنوعة من الهادرونات ومادة الكون المبكرة المعروفة باسم بلازما كوارك-غلوون. بإذن من مختبر Brookhaven الوطني التابع لوزارة الطاقة الأمريكية.
جون ويليامز هو كاتب علمي ومالك لـ TerraZoom ، وهو متجر لتطوير الويب مقره كولورادو ومتخصص في رسم خرائط الويب وتكبير الصور عبر الإنترنت. كما أنه يكتب المدونة الحائزة على جوائز ، StarryCritters ، وهو موقع تفاعلي مخصص للنظر في الصور من المراصد الكبرى التابعة لوكالة ناسا والمصادر الأخرى بطريقة مختلفة. كمحرر مساهم سابق في Final Frontier ، ظهر عمله في مدونة Planetary Society و Air & Space Smithsonian و Astronomy و Earth و MX Developer’s Journal و The Kansas City Star والعديد من الصحف والمجلات الأخرى.
