En maskin som skyter en eksplosjon av perler på en metall mål. Resultatet er en vakker konisk struktur kjent som en “vann bell.” Det er viktig fordi en slags stoff (granulært materiale) endrer sin atferd for å opptre som en annen substans helt—og universet har sett denne type endring som før.
Th vann bell ikke oppfører seg akkurat som en klokke laget av væske bør. Som bell blir bredere, “bell” går i stykker. En vann bell ville bo sammen, på grunn av overflatespenningen—en samlende kraft mellom vannmolekylene. Glassperler ikke føler noen tiltrekning til hverandre, slik at vannmolekylene gjør, så er de spredt utover i stedet.
Så hvorfor gjør at de oppfører seg som vannmolekyler i det hele tatt? Hvorfor de oppfører seg som en væske i begynnelsen av videoen? Metall bar i hovedsak avspeiler strøm av perler, som sender det rett tilbake der det kom fra. I henhold til 2007 papir av fysikere ved Universitetet i Chicago som beskriver fenomenet, “Inne i samspillet regionen, partikler gjennomgå raske kollisjoner og er begrenset av press fra den innkommende jets på begge sider. Den eneste måten partikler kan rømme (som de må siden nye partikler som kommer inn i regionen kontinuerlig) er å dukke opp loddrett til jet-aksen.”
Oversettelse: det er et høyt antall kollisjoner, og en konstant strøm av partikler ved å trykke i fra bak fører til at disse i front for å gjøre plass til den innkommende partikler ved å helle ut på siden på en liten vinkel, mye som vann ville, danner det slående bell form.
Sponset
Den samme type atferd er også produsert av heavy-ion-skyttere over på Relativistic Heavy Ion Collider. RHIC skyter tunge ioner på hverandre for å skape en quark-gluon plasma og studere dens atferd. Før universet fikk rundt for å finne opp disse nymotens ting som heter “protoner,” det var bare en gratis-å flytte blanding av kvarker (de ting som gjør protoner) og gluoner (ting som styrker kvarker sammen til protoner).
Det er en quark-gluon plasma, og det kan ha stilt ut samme type spredning mønster som glass perler i videoen. Når tettheten av materie går opp nok, og kollisjoner bli hyppig nok, en plasma-går gjennom en type faseovergang og oppfører seg på samme måte som et flytende gjør.
Dette forteller oss noe om hva de første øyeblikkene av universet var. Perlene er under begrensninger av klassisk fysikk, og kvarker og gluoner er ikke. Men når vi ser disse enkelt partikler danner en “vann bell” som om de var en væske, vi ser en analog av hva som skjedde i milliondeler av et sekund etter Big Bang.
[Kilde: Kollektiv Atferd i en Vurdering Jet: Fremveksten av en Væske med Null overflatespenning, Nagel Gruppe: Granulære Materialer]