CERN mokslininkai sukūrė kvarkų ir gliuonų plazmą iš rekordiškai lengvų branduolių

CERN dirbantys fizikai įrodė, kad kvarkų ir gliuonų plazmą, pirmykštę materijos būseną, užpildžiusią visatą per pirmąją jos sekundės milijoninę dalį, galima išgauti sudaužant daug lengvesnius branduolius, nei manyta anksčiau. Tyrimo rezultatai, publikuoti žurnale „Physical Review Letters“ kaip redaktorių rekomenduojamas straipsnis (angl. „Editors' Suggestion“), taip pat atskleidė, kad geometrinės atomų branduolių formos palieka išmatuojamą pėdsaką susidūrimo nuolaužose, o tai atveria naujas galimybes tyrinėti branduolio struktūrą.miragenews+1

Mažesni branduoliai, ta pati ekstremali materija

Tyrimui, kuris buvo atliktas vykdant tarptautinį ALICE eksperimentą Didžiajame hadronų priešpriešinių srautų greitintuve (LHC), vadovavo Kopenhagos universiteto Nielso Bohro instituto docentas You Zhou. Dešimtmečius kvarkų ir gliuonų plazmai gauti reikėjo sunkiųjų branduolių, pavyzdžiui, švino, susidūrimų. Naujuose eksperimentuose buvo naudojami deguonis-16 ir neonas-20, branduoliai, kurių masė sudaro maždaug dešimtadalį švino masės, įgreitinti iki greičio, artimo šviesos greičiui.home+1

„Mes praplėtėme ribas, rodančias, kokie maži gali būti atomų branduoliai, kad vis dar pavyktų atkurti šią pirmykštę materiją“, – sakė Y. Zhou. „Dabar daugiau žinome apie bazines sąlygas, būtinas tam, kad materija pereitų į šią ekstremalią būseną.“miragenews

Deguonies ir neono susidūrimai LHC įvyko 2025 metų birželio pabaigoje, liepos pradžioje. Per kitus metus visi keturi pagrindiniai LHC eksperimentai, ALICE, ATLAS, CMS ir LHCb, nepriklausomai vienas nuo kito pranešė apie kvarkų ir gliuonų plazmos susidarymo požymius šiose lengvesnėse susidūrimo sistemose.cerncourier+2

Kėgliai ir šešėliai

Eksperimentas ne tik patvirtino plazmos susidarymą, bet ir davė netikėtos naudos: iš susidūrimų sklindančių dalelių judėjimo dėsningumai koduoja susiduriančių branduolių formą. Deguonis-16, kuris yra beveik sferinės formos, sukuria suapvalintą dalelių srauto modelį. Neonui-20, kuris, kaip prognozuota, yra ištęstos formos, būdingas išskirtinis kėglio formos pėdsakas.alice-collaboration.cern+2

„Tai šiek tiek panašu į šviesos nukreipimą į objektą ir jo šešėlio matymą“, – sakė vienas iš tyrimo autorių, tyrėjas Emil Gorm Dahlbæk Nielsen. „Dalelių judėjimas atskleidžia geometrinę atomų branduolių formą, kuri buvo susidūrimo pradžioje.“miragenews

Naujas įrankis branduolinei fizikai

Tyrėjai šį metodą apibūdina kaip galimą paradigmos lūžį. Tradiciškai branduolių formos buvo tiriamos esant mažai energijai, pasitelkiant sukimosi ir virpėjimo savybes. Tuo tarpu naujasis metodas nuskaito branduolio geometriją iš ultrareliatyvistinių susidūrimų nuolaužų, taip susiedamas dvi, atrodo, tolimas fizikos sritis.alice-collaboration.cern+1

Kitas žingsnis yra išbandyti dar lengvesnius branduolius, pavyzdžiui, helio-4, kad būtų nustatytos minimalios sąlygos, kuriomis gali susidaryti kvarkų ir gliuonų plazma. „Žavinga tai, kad tą patį eksperimentą galime naudoti ir atomų branduolių struktūrai pažinti, ir geresniam supratimui apie tai, kas įvyko gimstant Visatai“, – sakė Y. Zhou.miragenews