Σάββατο, 30 Ιουνίου 2012

Θερμοκρασία ρεκόρ αναπτύχθηκε σε έναν επιταχυντή βαρέων ιόντων

Μέσα στον υπόγειο Σχετικιστικό Επιταχυντή Βαρέων Ιόντων (RHIC) με μήκος 3,9 χιλιομέτρων στη Νέα Υόρκυη, βαρέα σωματίδια συντρίβονται κάτω υπό συνθήκες που υπήρχαν για ένα εκατομμυριοστό του δευτερολέπτου μετά το Big Bang.
Σε αυτόν λοιπόν τον επιταχυντή έσπασε ένα παγκόσμιο ρεκόρ, αυτό της υψηλότερης θερμοκρασίας που έχει καταγραφεί ποτέ, ανακοίνωσαν οι επιστήμονες. Πόσο υψηλή; μόλις 250.000 φορές μεγαλύτερη από το κέντρο του ήλιου.

quark-gluon-plasma
Ένα σύνηθες πρωτόνιο ή νετρόνιο (πρώτο πλάνο) σχηματίζεται από τρία κουάρκ συνδεδεμένα μεταξύ τους με γκλουόνια, τους φορείς της ισχυρής δύναμης ή της δύναμης μεταξύ των χρωμάτων των κουάρκ. Πάνω από μια κρίσιμη θερμοκρασία, τα πρωτόνια και τα νετρόνια και άλλες αδρονικές μορφές της ύλης "λιώνουν" σε μια καυτή, πυκνή σούπα από ελεύθερα κουάρκ


Το νέο επίτευγμα συνέβη όταν πυρήνες χρυσού επιταχύνθηκαν στον επιταχυντή RHIC κοντά στην ταχύτητα φωτός, έως ότου συνετρίβησαν μεταξύ τους. Όταν τα ιόντα συγκρούονται, η ενέργεια που απελευθερώνεται είναι τόσο έντονη που λιώνει κυριολεκτικά τα νετρόνια και τα πρωτόνια που βρίσκονται μέσα στους πυρήνες του χρυσού στα συστατικά μέρη τους, δηλαδή σε κουάρκς και γκλουόνια.
Αυτή η καυτή σούπα από κουάρκ και γκλουόνια σχηματίστηκε και στο αρχέγονο πλάσμα που πιστεύεται ότι υπήρχε σε όλο το σύμπαν αμέσως μετά το Big Bang, που δημιούργησε τον Κόσμο περίπου πριν 13,7 δισεκατομμύρια χρόνια. Η ύλη αυτή λίγο μετά ψύχθηκε και συμπυκνώθηκε για να σχηματίσει τα πρωτόνια και τα νετρόνια που αποτελούν την ύλη εδώ σήμερα.
Οι φυσικοί του RHIC μέτρησαν την θερμοκρασία του πλάσματος από κουάρκ και γκλουόνια, και την βρήκαν να φτάνει περίπου 4 τρισεκατομμύρια βαθμούς Κελσίου.
«Υπάρχουν πολλά όμορφα πράγματα σχετικά με αυτό το εξαιρετικά καυτό υλικό," ανέφερε ο φυσικός Steven Vigdor, ο οποίος ηγείται στο πυρηνικό πρόγραμμα του Brookhaven. Πρόσθεσε ότι ενώ ανέμεναν να φθάσει σε τέτοιες υπερ-υψηλές θερμοκρασίες, δεν είχαμε καθόλου προβλέψει την συμπεριφορά του σαν ένα σχεδόν τέλειο υγρό."
Αυτό το υγρό χωρίς τριβή εμφανίζεται και στα δύο άκρα του φάσματος της θερμοκρασίας, είπαν οι ερευνητές.
"Κι άλλοι φυσικοί έχουν παρατηρήσει εδώ και καιρό μια αρκετά παρόμοια συμπεριφορά σαν υγρό, σε παγιδευμένα δείγματα ατόμων αλλά σε θερμοκρασίες κοντά στο απόλυτο μηδέν, δέκα εκατομμύρια τρισεκατομμύρια φορές πιο ψυχρές από το καυτό πλάσμα κουάρκ-γκλουονίων που δημιουργούμε στο RHIC," δήλωσε ο Vigdor.
Βεβαίως, ο επιταχυντής RHIC δεν μπορεί να κρατήσει το ρεκόρ για μεγάλο χρονικό διάστημα. Στον διάσημο επιταχυντή αδρονίων LHC στο CERN επιταχύνονται ιόντα μολύβδου σε μία περιοχή κοντά στην ταχύτητα του φωτός. Μόνο δε ένα πείραμα, που λέγεται ALICE, μπορεί να είναι σε θέση να σπάσει το ρεκόρ από τον RHIC.
despina "Η πυκνότητα της ενέργειας στον LHC είναι ένας παράγοντας κατά 3 τάξεις υψηλότερων από ό,τι στον RHIC”, δήλωσε η πειραματικός φυσικός του CERN Δέσποινα Χατζηφωτιάδου, που δουλεύει στο πείραμα ALICE. "Αυτό μεταφράζεται σε μια αύξηση κατά 30% σε απόλυτη θερμοκρασία σε σύγκριση με την τιμή που επιτεύχθηκε από τον RHIC. Έτσι θα έλεγα ότι το ALICE έχει το ρεκόρ!"
Βεβαίως οι ερευνητές στο ALICE δεν έχουν ακόμη δημοσιεύσει την επίσημη μέτρηση της θερμοκρασίας για το πλάσμα κουάρκ-γκλουονίων τους.




Πηγή

0 σχόλια:

Δημοσίευση σχολίου