Fysikere fra CERN hevder at de klarte å ved et uhell skape hos Large Hadron Collider (LHC) et kvark-gluonplasma, saken om Big Bang. Resultatene fra disse eksperimentene ble publisert i tidsskriftet Nature Physics.
”Vi er veldig fornøyde med denne oppdagelsen. Vi har en ny mulighet til å studere saken i dens primære tilstand. Evnen til å studere quark-gluon plasma under enklere og mer praktiske forhold, for eksempel protonkollisjoner, åpner en helt ny dimensjon for oss om hvordan vi kan studere hvordan universet oppførte seg under og før Big Bang, sier Federico Antinori (Federcio Antinori), offisiell representant for ALICE-samarbeidet i LHC.
Det såkalte quark-gluon-plasmaet, eller "quagma", er materie, "demontert" til ørsmå partikler - kvarker og gluoner, som vanligvis holdes inne i protoner, nøytroner og andre partikler ved sterke kjernefysiske interaksjoner. For "frigjøring" av kvarker og gluoner er det behov for gigantiske temperaturer og energier, som, som forskere i dag tror, eksisterte i naturen bare på tidspunktet for Big Bang.
For rundt ti år siden fant fysikere ut at slike forhold kan skapes ved å kollidere tilstrekkelig tunge ioner med hverandre ved hjelp av kraftige partikkelakseleratorer. I lang tid trodde forskere at kvagma ikke kunne oppnås på noen annen måte, men i fjor så de de første tegnene på at dette ikke var tilfelle da de studerte resultatene fra de siste eksperimentene på CMS-detektoren i LHC. Det viste seg at den "primære saken om universet" er dannet av kollisjoner av enkeltprotoner og blyioner.
Antinori og kollegene fant at en slags quagma-analog også oppstår når protoner kolliderer med hverandre, og studerer dataene som er samlet inn av ALICE-detektoren etter å ha startet på nytt LHC i april 2015 til i dag.
Protoner og nøytroner består av to typer subatomære partikler - "ned" (d) og "opp" (u) kvarker. Det er fire andre typer kvarker - bedårende (b), fortryllet (©), rare (r) og sant (t). De danner grunnlaget for eksotiske materieformer og eksisterer ikke i naturen i en stabil form. Alle disse kvarkene, som forskere sier, kan bare dannes i nærvær av "gratis" gluoner, inne i et kvark-gluon-plasma.
Som observasjoner hos ALICE viste, førte ofte kollisjonen av protoner med hverandre til utseendet til mikroskopiske "skyer" av kvark-gluonplasma - en "suppe" av kvarker og gluoner fra ødelagte protoner, oppvarmet til utenkelig høye temperaturer - omtrent fire billioner grader Celsius. Sporene i form av partikler som inneholder såkalte "rare" kvarker ble oppdaget av detektoren i store mengder.
Interessant nok dukket partikler med et stort antall "rare" kvarker oftere enn andre produkter av protonkollisjoner. Forskere mener at dette indikerer de uvanlige omstendighetene ved deres fødsel assosiert med forholdene som hersket inne i quark-gluon-plasma på tidspunktet for dannelsen.
Salgsfremmende video:
Dette antyder etter deres mening at egenskapene til "quagma" kan studeres ved å bruke kollisjoner med protoner som er "praktiske" for fysikere, i stedet for komplekse tunge ioner, som vil bringe oss nærmere forståelsen av hvordan universet så ut før og under Big Bang.
