صورة كاشف ALICE في CERN. الصورة من CERN.
إن انتقاد أي شيء معًا بالكاد يقرب العلماء من فهم الحالات الغريبة للمادة الموجودة في الثانية من الثانية بعد إنشاء الكون في الانفجار الكبير. هذا وفقًا لفيزيائيين من CERN ومختبر Brookhaven الوطني ، يعرضون أحدث نتائجهم في مؤتمر Quark Matter 2012 في واشنطن العاصمة.
من خلال تحطيم أيونات الرصاص معًا في تجربة ALICE الأقل شهرة للأيونات الثقيلة ، قال علماء الفيزياء الاثنين أنهم خلقوا سخونة درجات الحرارة من صنع الإنسان على الإطلاق. في لحظة ، أعاد علماء CERN إنشاء بلازما كوارك جلون - عند درجات حرارة أعلى بنسبة 38 في المائة من الرقم القياسي السابق للبلازما 4 تريليون درجة. هذه البلازما هي حساء دون ذري وحالة المادة الفريدة جدًا التي يعتقد أنها كانت موجودة في اللحظات الأولى بعد الانفجار العظيم. أظهرت التجارب السابقة أن هذه الأنواع الخاصة من البلازما تتصرف مثل السوائل المثالية الخالية من الاحتكاك. تعني هذه النتيجة أن الفيزيائيين يدرسون أكثر المواد كثافة وسخونة تم إنشاؤها في المختبر ؛ أكثر سخونة بمئة ألف مرة من داخل شمسنا وأكثر كثافة من نجم نيوتروني.
بدأ علماء CERN للتو بإعلانهم في يوليو عن اكتشاف بوزون هيجز بعيد المنال.
"إن مجال فيزياء الأيونات الثقيلة أمر بالغ الأهمية لاستكشاف خصائص المادة في الكون البدائي ، وهو أحد الأسئلة الرئيسية للفيزياء الأساسية التي تم تصميم المصادم LHC وتجاربه لمعالجتها. وقال رولف هيور ، المدير العام لـ CERN ، إنه يوضح كيف أنه بالإضافة إلى التحقيق في بوزون مثل هيجز المكتشف مؤخرًا ، فإن الفيزيائيين في المصادم LHC يدرسون العديد من الظواهر المهمة الأخرى في كل من تصادمات البروتون والبروتون والرصاص الرصاص.
ووفقًا لبيان صحفي ، فإن النتائج تساعد العلماء على فهم "تطور المادة عالية الكثافة والتفاعل القوي في كل من المكان والزمان."
في غضون ذلك ، يقول العلماء في Brookhaven's Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) ، أنهم لاحظوا اللمحة الأولى لحد محتمل يفصل بين المادة العادية ، المكونة من البروتونات والنيوترونات ، من البلازما البدائية الساخنة من الكواركات والغلونات في أوائل الكون. تمامًا كما يوجد الماء في أطوار مختلفة ، صلبة ، سائلة أو بخار ، اعتمادًا على درجة الحرارة والضغط ، يقوم علماء الفيزياء في RHIC بكشف الحدود حيث تبدأ المادة العادية بالتشكل من بلازما الكواركات الغلوونية عن طريق تحطيم أيونات الذهب معًا. لا يزال العلماء غير متأكدين من أين يرسمون خطوط الحدود ، ولكن RHIC تقدم القرائن الأولى.
تمثل نوى ذرات اليوم العادية وبلازما كوارك غلوون البدائية ، أو QGP ، مرحلتين مختلفتين من المادة وتتفاعلان في أبسط قوى الطبيعة. يتم وصف هذه التفاعلات في نظرية تعرف باسم الديناميكا اللونية الكمومية ، أو QCD. تظهر النتائج التي توصلت إليها RHIC's STAR و PHENIX أن الخصائص السائلة المثالية لبلازما الكواركات الغلوونية تسيطر على طاقات تزيد عن 39 مليار فولت إلكترون (GeV). مع تبدد الطاقة ، تبدأ التفاعلات بين الكواركات والبروتونات والنيوترونات للمادة العادية في الظهور. قياس هذه الطاقات يعطي العلماء علامات تشير إلى نهج الحدود بين المادة العادية و QGP.
قال ستيفن فيغدور ، مدير مختبر معاون بروكهافن للفيزياء النووية والجزيئات ، الذي يقود برنامج RHIC البحثي: "إن نقطة النهاية الحرجة ، إن وجدت ، تحدث بقيمة فريدة من حيث درجة الحرارة والكثافة يمكن أن تتعايش بعدها QGP والمادة العادية". . وقال: "إنه مماثل لنقطة حرجة يمكن أن يتواجد بعدها الماء السائل وبخار الماء في التوازن الحراري".
في حين أن مسرع الجسيمات في Brookhaven لا يمكنه مطابقة ظروف درجة حرارة CERN القياسية ، فإن العلماء في مختبر وزارة الطاقة الأمريكية يقولون إن الجهاز يرسم "البقعة الحلوة" في هذه المرحلة الانتقالية.
شرح الصورة: مخطط المرحلة النووية: تقع RHIC في "بقعة حلوة" الطاقة لاستكشاف الانتقال بين المادة العادية المصنوعة من الهدرونات والكون المبكر المعروف باسم بلازما الكوارك-جلون. بإذن من مختبر بروكهافن الوطني التابع لوزارة الطاقة الأمريكية.
جون ويليامز كاتب علوم ومالك لـ TerraZoom ، وهو متجر لتطوير الويب مقره في كولورادو ومتخصص في رسم خرائط الويب وتقريب الصور على الإنترنت. يكتب أيضًا المدونة الحائزة على جوائز ، StarryCritters ، وهو موقع تفاعلي مكرس للنظر في الصور من المراصد الكبرى في وكالة ناسا ومصادر أخرى بطريقة مختلفة. محرر سابق مساهم في Final Frontier ، وقد ظهر عمله في مدونة Plan Plan Society و Air & Space Smithsonian و Astronomy و Earth و MX Developer’s Journal و The Kansas City Star والعديد من الصحف والمجلات الأخرى.
