Fyzici z CERNu tvrdia, že sa im podarilo náhodne vytvoriť vo Veľkom hadrónovom urýchľovači (LHC) plazmu kvark-gluón, záležitosť veľkého tresku. Výsledky týchto experimentov boli uverejnené v časopise Nature Physics.
„S týmto objavom sme veľmi spokojní. Máme novú príležitosť študovať hmotu v jej primárnom stave. Schopnosť študovať kvark-gluónovú plazmu v jednoduchších a pohodlnejších podmienkach, ako sú protónové zrážky, nám otvára úplne novú dimenziu, ako môžeme študovať, ako sa vesmír správal počas Veľkého tresku a pred ním, “povedal Federico Antinori (Federcio) Antinori), oficiálny zástupca spolupráce ALICE v rámci LHC.
Tzv. Kvark-gluónová plazma alebo „quagma“je hmota „rozobraná“na malé častice - kvarky a gluóny, ktoré sa zvyčajne udržiavajú vo vnútri protónov, neutrónov a iných častíc silnými jadrovými interakciami. Na „uvoľnenie“kvarkov a gluónov sú potrebné obrovské teploty a energie, ktoré, ako vedci dnes veria, existovali v prírode až v čase Veľkého tresku.
Asi pred desiatimi rokmi fyzici prišli na to, že také podmienky je možné vytvoriť vzájomným zrážaním dostatočne ťažkých iónov pomocou výkonných urýchľovačov častíc. Vedci sa dlho domnievali, že quagmu nemožno získať iným spôsobom, ale minulý rok videli prvé náznaky, že to tak nebolo, keď študovali výsledky najnovších experimentov s detektorom CMS v LHC. Ukázalo sa, že „primárna hmota vesmíru“je tvorená zrážkami jednotlivých protónov a olovených iónov.
Antinori a jeho kolegovia zistili, že ak sa protóny navzájom zrážajú, vyskytuje sa aj nejaký analóg quagma, ktorý študuje údaje zozbierané detektorom ALICE po reštarte LHC v apríli 2015 až do súčasnosti.
Protóny a neutróny sú tvorené dvoma typmi subatomárnych častíc - kvarky „down“(d) a „up“(u). Existujú štyri ďalšie typy kvarkov - rozkošný (b), očarený (©), podivný (s) a pravdivý (t). Tvoria základ exotických foriem hmoty a v prírode neexistujú v stabilnej forme. Vedci tvrdia, že všetky tieto kvarky sa môžu vytvárať iba v prítomnosti „voľných“gluónov vo vnútri kvark-gluónovej plazmy.
Ako ukázali ALICE, kolízia protónov medzi sebou často viedla k vzniku mikroskopických „mrakov“kvark-gluónovej plazmy - „polievky“kvarkov a gluónov zo zničených protónov zahrievaných na nepredstaviteľne vysoké teploty - približne štyri bilióny stupňov Celzia. Jeho stopy vo forme častíc obsahujúcich tzv. „Podivné“kvarky boli detekované detektorom vo veľkých množstvách.
Je zaujímavé, že častice s veľkým počtom „podivných“kvarkov sa objavili častejšie ako iné produkty zrážok protónov. Vedci sa domnievajú, že to naznačuje nezvyčajné okolnosti ich narodenia spojené s podmienkami panujúcimi vo vnútri plazmy kvark-gluón v čase jej vzniku.
Propagačné video:
To podľa ich názoru naznačuje, že vlastnosti „quagmy“možno študovať pomocou zrážok protónov, ktoré sú pre fyzikov „vhodné“, a nie zložitých ťažkých iónov, čo nás priblíži k pochopeniu toho, ako vesmír hľadel pred Veľkým treskom a počas neho.