Drei Formen des quark-gluon-plasma Tröpfchen.
Das Universum begann mit einem Urknall—und die Dinge bekam seltsam.
Die Sterne und Galaxien nicht bilden sofort. Wissenschaftler glauben, dass die Materie war zunächst eine nahezu perfekte Flüssigkeit des quarks, die kleinsten uns heute bekannten Komponente der Atome. Sie haben Beweise dafür gefunden, diese Flüssigkeiten in high-energy particle collider-Experimente. Nun, den Beweis weiter zu montieren, dass diese Flüssigkeiten können in form unerwarteter Weise, was zu winzigen Tröpfchen, die Strömung nach außen explosionsartig, wie flüssige Big Pony in Miniatur—und die Wissenschaftler damit beginnen, Sie zu kontrollieren.
“Wir waren wirklich in der Lage, Ingenieur der Form von Tröpfchen durch die Wahl der Art des Projektils,” Julia Velkovska, professor an der Vanderbilt University, die beraten, student Sylvia Morrow und Diplom-Qiao Xu, der gearbeitet hat, auf die Analyse, sagte Gizmodo.
Atome bestehen aus Elektronen, Protonen und Neutronen, wobei die letzteren zwei weitere aus quarks, die zusammen geklebt durch Teilchen, sogenannte Gluonen. Quarks sind unmöglich zu trennen, und wenn Sie genug Energie in das versuchen, ziehen Sie auseinander, mehr quarks materialisieren sich in dem dazwischen liegenden Raum, womöglich in einem “jet” von neuen Teilchen. Bei Temperaturen von rund 2 Billionen Grad Celsius (bezogen auf die wissenschaftliche definition von Temperatur, d.h. die mittlere kinetische Energie der Teilchen—Teilchen-Detektoren, die sich selbst nicht bekommen, heiß), das system könnte zu einer Flüssigkeit mit quarks, sondern ein Atome, als seine Einzelteile. Diese liquid ist der so genannte “quark-gluon-plasma” oder manchmal auch “quark-Suppe.”
Wissenschaftler am Large Hadron Collider in Genf, der Schweiz und dem Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) am Brookhaven National Laboratory haben mit der Produktion dieser Flüssigkeit für ein Jahrzehnt durch kollidierende Atomkerne. Aber noch überraschender ist, Nachweis ist zu Beginn zu montieren, dass Sie erstellen können, das quark-gluon-plasma mit kleineren Systemen, auch nur Protonen, etwas bisher für unmöglich hielten. Eine neue Studie von Wissenschaftlern an der RHIC – PHENIX-experiment ist der nächste Schritt im Verständnis dieser seltsamen Flüssigkeit und wie er entsteht.
“Als vor kurzem als vor fünf Jahren, es wäre ketzerisch, zu denken, man kann viele, Körper, kollektive Dynamik in diesen verschwindend kleinen (femtometer Skala oder kleiner) – Systeme”, Dennis Perepelitsa, assistant professor an der University of Colorado, Boulder und Mitglied der PHENIX-Kollaboration sagte Gizmodo. Dieses Papier “sorgfältig begründet”, dass etwas wichtiges passiert—die potenzielle Schaffung von winzigen Tröpfchen von quark-gluon-plasma.
Forscher am RHIC das PHENIX-experiment haben nun angekündigt, das Ergebnis der Modellierung und der Analyse von Daten getroffen, bei dem collider seit 2014. Strahlen der kollidierenden Protonen erzeugt kugelförmige Tröpfchen von quark-gluon-plasma, zu erweitern, in eine Runde Form. Deuterons (ein proton und ein neutron zusammen) Kollision mit gold Kerne erstellt, erweitert Ellipsen und helium-3-Kerne (zwei Protonen und ein neutron) Kollision mit gold Kerne erstellt expandierenden Dreiecken. Ihre Ergebnisse veröffentlichten Sie in der Fachzeitschrift Nature Physics.
Dies ist eine sehr spannende Arbeit. Es ist ein weiterer Beweis, dass die Wissenschaftler erstellen kann, diese komische Flüssigkeit, die Theorie zu existieren im Universum die ersten blink, auf unerwartete Weise. Aber die sogenannten “kollektiven Fluss”, dass dieses experiment berichten—die quarks Verhalten sich und fließt wie eine Einheit—ist nur eine Unterschrift von der Flüssigkeit. Wissenschaftler entdeckt eine solche Signaturen, eine Erweiterung in der Zahl einer bestimmten Art von quark namens strange-quark, im vergangenen Jahr am Large Hadron Collider LHC ist ALICE-experiment. Aber es gibt eine Dritte Unterschrift fehlt noch die Kollision von kleineren Kernen, wurde bei der Kollision von gold-Atomen, erklärte Perepelitsa: “jet-quenching”, eine Unterdrückung der Teilchen-jets produziert von quarks und Gluonen in Hochenergie-Kollisionen, die normalerweise gesehen in den Detektor, während diese Art von Experimenten.
“Wir haben noch nicht definitiv gesehen, dass dieses Phänomen in der kleinen Systeme, obwohl es einige interessante Hinweise, die Sie in p+Pb (Protonen auf Blei -) Daten”, sagte er. “Noch ist das fehlen einer klaren Beobachtung in kleinen Systemen hat vorgeschlagen, dass wir vielleicht Umdenken müssen, was die Daten sagen uns, über die großen Systeme.” Vielleicht, sagte Velkovska, die Systeme sind einfach zu klein, um einen spürbaren Einfluss auf die jet.
Der nächste Schritt in der Geschichte zu verstehen, alle diese Stücke zusammen. Wie funktioniert die quark-Suppe erstellt von kollidierenden Protonen übersetzen in die quark-Suppe erstellt von kollidierenden Atomkerne? Was sagt Physiker über die Natur dieser irrsinnig phase der Materie?
Dies sind Fragen, die für den neuen Beschleunigern und Detektoren. Der LHC wird offline für zwei Jahre wird es eine Vielzahl von Renovierungen, bei RHIC PHENIX wird ein upgrade erhalten zu werden sPHENIX, und vielleicht neuere Experimente werden weitere offene Wissenschaftler ” die Augen für die Natur unseres Universums in seinen frühesten Momenten.
Aber auf der allgemeinsten Ebene, Wissenschaftler haben einen Weg gefunden, die Kontrolle der heißesten phase der Materie, dem Menschen zugänglich, sagte Velkovska. “Das alleine ist eine große Leistung.”
[Physik]
Diese Geschichte wurde aktualisiert mit Kommentar von Julia Velkovska.
Teilen Sie Diese Geschichte