Translate

Τετάρτη, 10 Φεβρουαρίου 2016

To CERN μαγειρεύει την «αρχέγονη σούπα» του Σύμπαντος

To CERN μαγειρεύει την «αρχέγονη σούπα» του Σύμπαντος
Απεικόνιση μιας σύγκρουσης ανάμεσα σε άτομα μολύβδου στον ανιχνευτή ALICE. Οι τροχιές των σωματιδίων που παράγονται από τη σύγκρουση δίνουν μια εικόνα για το «πλάσμα κουάρκ-γλουονίων»  

Κοπεγχάγη
Μερικά δισεκατομμυριοστά του δευτερολέπτου μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, η ύλη όπως την γνωρίζουμε δεν είχε σχηματιστεί ακόμα -ολόκληρο το Σύμπαν ήταν μια καυτή «αρχέγονη σούπα», την οποία κατάφεραν να μετρήσουν σε νέα επίπεδα ακρίβειας ερευνητές του Μεγάλου Επιταχυντή Αδρονίων (LHC) στο ευρωπαϊκό εργαστήριο CERN.
Η παράξενη αυτή μορφή της ύλης μπορεί να υπάρξει μόνο σε ακραίες συνθήκες και αποτελείται από θεμελιώδη σωματίδια, κυρίως κουάρκ και γλουόνια, γι΄αυτό και ονομάζεται επίσημα «πλάσμα κουαρκ-γλουονίων»

Τα κουάρκ είναι τα σωματίδια από τα οποία αποτελούνται τα πρωτόνια και τα νετρόνια, ενώ τα γλουόνια είναι οι φορείς της ισχυρής πυρηνικής δύναμης που συνδέει τα κουάρκ μεταξύ τους. Το πλάσμα κουάρκ-γλουονίων σχηματίζεται όταν τα πρωτόνια και τα νετρόνια «λιώνουν» σε συνθήκες ακραίας θερμοκρασίας ή πίεσης.

Το πλάσμα κουαρκ-γλουονίων αναδημιουργήθηκε για πρώτη φορά στο εργαστήριο το 2000 και πιο πρόσφατα στον LHC. Το 2012, μάλιστα, η «αρχέγονη σούπα» του CERN ξεπέρασε κάθε ρεκόρ θερμοκρασίας, πάνω από 5 τρισεκατομμύρια βαθμούς Κελσίου.

Στο νέο πείραμα, οι ερευνητές του CERN ανάγκασαν άτομα μολύβδου να συγκρουστούν μετωπικά στην υπόγεια κυκλική σήραγγα του επιταχυντή, ακριβώς κάτω από τα σύνορα Ελβετίας-Γαλλίας. Οι συγκρούσεις πραγματοποιήθηκαν με ενέργεια 5,02 ΤeV (τρισεκατομμύρια ηλεκτρονιοβόλτ), το μέγιστο επίπεδο ισχύος που επιτρέπει ο LHC, και εξετάστηκαν με τον ανιχνευτή ALICE του συστήματος.

«Η ανάλυση των συγκρούσεων μας επιτρέπει για πρώτη φορά να μετρήσουμε τα ακριβή χαρακτηριστικά του πλάσματος κουάρκ-γλουονίων στη μέγιστη ενέργεια και να προσδιορίσουμε το πώς ρέει» εξηγεί ο Γιου Τσου, μεταδιδακτορικός ερευνητής του Ινστιτούτου «Νιλς Μπορ» στη Δανία και μέλος της ομάδας του ALICE.

Η μελέτη εστιάστηκε στις συλλογικές ιδιότητες του πλάσματος και επιβεβαίωσε ότι, ακόμα και σε αυτά τα ακραία επίπεδα ενέργειας, η αρχέγονη σούπα συμπεριφέρεται περισσότερο σαν υγρό παρά σαν αέριο. Για πρώτη φορά οι ερευνητές κατάφεραν μάλιστα να μετρήσουν το ιξώδες αυτού του εξωτικού υγρού, δηλαδή να μετρήσουν το πόσο παχύρρευστο είναι.

Διαβάστε επίσης:

Το πείραμα, εξηγεί η ερευνητική ομάδα, βασίστηκε στο γεγονός ότι, όταν δύο σφαιρικά άτομα μολύβδου συγκρουστούν όχι εντελώς μετωπικά αλλά ελαφρώς εκτός κέντρου, το πλάσμα που παράγεται δεν έχει σφαιρικό αλλά μακρόστενο σχήμα σαν μπάλα του ράγκμπι.
Αυτό σημαίνει ότι η διαφορά πίεσης ανάμεσα στο κέντρο του πλάσματος και την επιφάνειά του αλλάζει ανάλογα με τη γωνία υπό την οποία κοιτάει κανείς το πλάσμα. Οι διαφορές αυτές επέτρεψαν στους ερευνητές να εξετάσουν τη διόγκωση και τη ροή του πλάσματος, έστω και στιγμιαία.

«Είναι αξιοσημείωτο ότι μπορέσαμε να συλλέξουμε τόσο ακριβείς μετρήσεις σε μια σταγόνα "αρχέγονου Σύμπαντος" που έχει ακτίνα περίπου ένα εκατομμυριοστό του δισεκατομμυριοστού του μέτρου» σχολιάζει ο καθηγητής Γενς Γιέργκεν Γκορντχόγιε, επικεφαλής της ομάδας του ALICE στο Ινστιτούτο «Νιλς Μπορ».

«Τα αποτελέσματα βρίσκονται σε απόλυτη συμφωνία με τους νόμους της υδροδυναμικής, δηλαδή της θεωρίας των ρεόντων υγρών, και δείχνει ότι το πλάσμα κουάρκ-γλουονίων συμπεριφέρεται σαν υγρό.

»Είναι όμως ένα πολύ ειδικό υγρό, το οποίο δεν αποτελείται από μόρια όπως το νερό, αλλά από τα θεμελιώδη σωματίδια κουάρκ και γλουόνια» εξηγεί.

Και προσθέτει ότι η ομάδα του είναι τώρα έτοιμη να μελετήσει αυτήν την κατάσταση της ύλης σε νέα επίπεδα ακρίβειας και να κοιτάξει έτσι ακόμα πιο πίσω στο χρόνο.

Βαγγέλης Πρατικάκης
Newsroom ΔΟΛ,http://news.in.gr

Δεν υπάρχουν σχόλια: