תצלום של גלאי ALICE ב- CERN. צילום באדיבות CERN.
טריקת בקושי שום דבר ביחד מקרבת את המדענים להבנת מצבי החומר המוזרים שנמצאים רק אלפיות השנייה לאחר יצירת היקום במפץ הגדול. כך מדווחים פיזיקאים מהמעבדה הלאומית של בררן CERN ומציגים את הממצאים האחרונים שלהם בכנס Quark Matter 2012 בוושינגטון הבירה.
על ידי ניפוץ יונים של עופרת יחד בניסוי ה- ALICE הפחות מוכר של CERN, אמרו היום (שני) הפיזיקאים כי הם יצרו את הטמפרטורות החמות ביותר מעשה ידי אדם אי פעם. ברגע אחד, מדעני CERN שיחזרו פלזמה של קווארק גלון - בטמפרטורות של 38 אחוז יותר חמות מאשר פלסמה קודמת של 4 טריליון מעלות. פלזמה זו היא מרק תת-אטומי, ומצבו הייחודי מאוד של החומר שנחשבה להתקיים ברגעים המוקדמים ביותר אחרי המפץ הגדול. ניסויים קודמים הראו כי זני פלזמות מסוימים אלה מתנהגים כמו נוזלים מושלמים וחסרי חיכוך. משמעות הממצא הזה הוא כי פיזיקאים חוקרים את החומר הצפוף והחם ביותר שנוצר אי פעם במעבדה; חם פי מאה אלף מפנים השמש שלנו וצפוף מכוכב נויטרונים.
מדעני CERN בדיוק יוצאים מההודעה שלהם ביולי על גילויו של בוסון החמקמק של היגס.
"תחום הפיזיקה של יון כבד הוא קריטי לבדיקת תכונות החומר ביקום הקדמוני, אחת משאלות המפתח של הפיזיקה הבסיסית עליה LHC והניסויים שלה נועדו לתת מענה. זה ממחיש כיצד בנוסף לחקירת הבוסון, שהתגלה לאחרונה כמו דמותו של היגס, חוקרים פיזיקאים מה- LHC תופעות חשובות רבות אחרות בהתנגשויות פרוטון-פרוטון והן בהתנגשות עופרת-עופרת, "אמר מנכ"ל CERN, רולף הייר.
על פי הודעה לעיתונות, הממצאים עוזרים למדענים להבין את "התפתחות חומר צפיפות גבוהה, אינטראקציה חזקה במרחב ובזמן כאחד."
בינתיים, מדענים ב"קוליידר היונים "היחסית של ברוקאבן (RHIC) אומרים כי הם הבחינו בהצצה הראשונה לגבול אפשרי המפריד בין חומר רגיל, המורכב מפרוטונים ונויטרונים, מהפלזמה הקדמונית החמה של קווארקים וגלונים ביקום הקדום. כשם שקיימים מים בשלבים שונים, מוצקים, נוזליים או אדים, תלוי בטמפרטורה ולחץ, פיסיקאים RHIC חושפים את הגבול בו מתחיל להיווצר חומר רגיל מפלסמת הגלון הקווארק על ידי ניפוץ יוני זהב זה בזה. המדענים עדיין לא בטוחים היכן לצייר את קווי הגבול, אך RHIC מספקת את הרמזים הראשונים.
הגרעינים של האטומים הרגילים של ימינו ופלזמת הקווארק-גלון הקדומה, או QGP, מייצגים שני שלבים שונים של חומר ויוצרים אינטראקציה בסיסית ביותר בכוחות הטבע. אינטראקציות אלה מתוארות בתיאוריה המכונה כרומודינמיקה קוונטית, או QCD. ממצאים מ- RHIC ו- PHENIX של RHIC מראים כי המאפיינים הנוזלים המושלמים של פלסמת הגלון הקווארק שולטים באנרגיות שמעל 39 מיליארד וולט אלקטרוניים (GeV). ככל שהאנרגיה מתפוגגת, מתחילים להופיע אינטראקציות בין הקווארקים לפרוטונים והניוטרונים של חומר רגיל. מדידת אנרגיות אלה מעניקה למדענים שלטי שילוט המצביעים על הגישה של גבול בין חומר רגיל ל- QGP.
"נקודת הקצה הקריטית, אם היא קיימת, מתרחשת בערך ייחודי של טמפרטורה וצפיפות שמעבר לה יכולים להתקיים חיים משותפים של QGP וחומר רגיל," אמר סטיבן ויגדור, מנהל המעבדה המשולב של ברוקבן לפיזיקה גרעינית וחלקיקית, המוביל את תוכנית המחקר RHIC. . "זה מקביל לנקודה קריטית שמעבר לה מים ואדי מים יכולים להתקיים יחד בשיווי משקל תרמי, אמר.
בעוד שמאיץ החלקיקים של ברוקהבן אינו יכול להתאים לתנאי הטמפרטורה של קביעת הרשויות של CERN, מדענים ממעבדת מחלקת האנרגיה של ארה"ב אומרים כי המכונה ממפה את "הנקודה המתוקה" במעבר שלב זה.
כיתוב תמונה: תרשים שלב הגרעין: RHIC יושב ב"נקודה המתוקה "האנרגטית לבחינת המעבר בין חומר רגיל העשוי מהדרונים לבין חומר היקום המוקדם המכונה פלזמה קווארק-גלון. באדיבות המעבדה הלאומית לברוקבן באוניברסיטת המחלקה האמריקאית.
ג'ון וויליאמס הוא סופר מדעי ובעלים של TerraZoom, חנות לפיתוח אתרים מבוססת קולורדו המתמחה במיפוי אתרים ותמונות מקוונות. הוא גם כותב את הבלוג עטור הפרסים, StarryCritters, אתר אינטראקטיבי המוקדש להתבוננות בתמונות של מצפה הכוכבים הגדול של נאס"א ומקורות אחרים בצורה אחרת. עבודתו לשעבר הייתה תורמת של Final Frontier, עבודתו הופיעה בבלוג של החברה הפלנטרית, Air & Space Smithsonian, Astronomy, Earth, MX's Journal, The Kansas City Star ועוד עיתונים ומגזינים רבים אחרים.
