Šta povezuje svemir i čorbu? Ono šta je otkriveno će vas šokirati (VIDEO)

Najnovije istraživanje pokazuje da je odmah nakon Velikog praska, svemir zapravo bio "čorba" od više triliona stepeni nezamislivo guste konzistencije.

U revolucionarnom eksperimentu, istraživači su pronašli prve dokaze da se ova egzotična prvobitna masa zaista vrtela i vrtložila poput čorbe.

U malo naučnijem smislu, ova lepljiva supa se naziva kvark-gluonska plazma, ili KGP. Bila je to prva i najtoplija tečnost koja je ikada postojala. Predviđanja sugerišu da je plamtela milijardu puta toplije od površine Sunca nekoliko milionitih delova sekunde pre nego što se proširila, ohladila i spojila u atome, piše ScienceAlert.

Kao što je detaljno opisano u nedavnoj studiji, tim fizičara sa MIT-a i CERN-a je rekreirao sudare teških jona poput onih koji su stvorili KGP kako bi istražili njegova svojstva. Na primer, kada kvark protiče kroz plazmu, da li se on trza i prska poput kohezivne tečnosti ili se nasumično rasejava poput kolekcije čestica?

Da bi to saznali, istraživači su analizirali podatke o sudarima između čestica olova koje su se sudarile skoro brzinom svetlosti unutar Velikog hadronskog sudarača (LHC) u CERN-u. Takvi sudari proizvode sprejeve energetskih čestica, kao što su kvarkovi, kao i kapljicu QGP-a koja je prožimala mlad Univerzum.

Foto: Shutterstock

Koristeći jedinstvenu strategiju koja je pružila jasniji pogled na sudare teških jona nego prethodni eksperimenti, fizičari su pratili kretanje kvarkova kroz QGP i mapirali energiju QGP-a nakon tih sudara.

- Sada vidimo da je plazma neverovatno gusta, tako da je u stanju da uspori kvark i proizvodi prskanja i vrtloge poput tečnosti. Dakle, kvark-gluonska plazma je zaista prvobitna čorba - kaže fizičar Jen-Dži Li sa MIT-a.

Kvarkovi koji jure kroz QGP prenose deo svoje energije u plazmu, gubeći brzinu i stvarajući trag poput jurećeg čamca.

- Po analogiji, kada imate čamac koji se kreće kroz jezero, trag je voda iza čamca koja se kreće u pravcu čamca. Čamac je preneo zamah na neki deo vode, koji ga 'prati' - rekao je fizičar sa MIT-a Krišna Radžagopal, koji je razvio model koji predviđa fluidna svojstva QGP-a.

Ali umesto da vide čist trag kao što je to slučaj u vodi, istraživači su morali da zaključe o njegovom neurednom postojanju u svojim kapljicama QGP-a.

Foto: Shutterstock

Ovo zahteva sortiranje desetina hiljada divlje interakcionih čestica, u plazmi od triliona stepeni koja obično postoji unutar LHC-a kvadrilioniti deo sekunde , kako bi se detektovao relativno mali broj čestica koje je talas pomerio.

To nije lako. Kada se kvarkovi proizvode u sudarima LHC-a , oni nikada ne postoje sami, objasnio je Radžagopal za ScienceAlert. Obično se formiraju zajedno sa antikvarkovima, njihovim pandanima koji su identični, ali suprotno naelektrisani. Kvark i njegov antikvark lete u suprotnim smerovima istom brzinom, svaki stvarajući trag i komplikuje detekciju.

Dakle, umesto traženja kvark-antikvark parova, kao u prethodnim eksperimentima, fizičari su tražili drugi par čestica. Ponekad, sudari LHC-a dovode do stvaranja kvarka i Z bozona , neutralne elementarne čestice koja ne proizvodi trag jer ne interaguje sa KGP-om.

Međutim, ovi događaji su retki. Od 13 milijardi sudara LHC-a analiziranih u studiji , samo oko 2.000 je proizvelo Z bozon. Ali zbog nedostatka interakcije Z bozona sa QGP-om, istraživači su konačno uspeli da analiziraju trag izazvan jednim kvarkom koji se brzo kreće. Kao što je Radžagopalov model predvideo, QGP je reagovao kao tečnost, pljuskajući i vrtložeći se u tragu kvarka.

Foto: Shutterstock

Radžagopal je za ScienceAlert rekao da je ovo „definitivan, nepogrešiv dokaz“ ponašanja QCP-a nalik tečnosti, ali dugogodišnja rasprava o tome da li QGP teče i talasa se poput tečnosti možda još nije rešena. Drugi istraživači će sigurno ispitati rezultate.

Ipak, ova nova tehnika nudi okvir za istraživanje sličnih procesa u drugim vrstama sudara visoke energije, moguće osvetljavajući jednu od najmisterioznijih supstanci u istoriji Univerzuma.

- U mnogim drugim oblastima nauke, način na koji učite o svojstvima materijala jeste da ga na neki način poremetite i izmerite kako se poremećaj širi i rasipa - rekao je Radžagopal.

I to je deo onoga što fiziku čini zabavnom - ako niste sigurni kako nešto funkcioniše, jednostavno ga udarite skoro brzinom svetlosti.

Ovo istraživanje je objavljeno u časopisu Physics Letters B.

BONUS VIDEO