Big Bang-Condities Aangemaakt In Lab

{h1}

Door gouddeeltjes samen te smelten, hebben fysici fundamenteel protonen gesmolten om een ​​oververhitte soep van quarks te maken.

Dit verhaal is bijgewerkt om 11:02 uur ET

WASHINGTON - Door gouddeeltjes samen te slaan met supersnelle snelheden, hebben natuurkundigen in principe protonen gesmolten, waardoor een soort "quarksoep" is ontstaan ​​van materie die ongeveer 250.000 keer heter is dan het centrum van de zon en vergelijkbaar met omstandigheden vlak na de geboorte van het universum. Wetenschappers meldden in 2005 dat ze vermoedden dat ze deze unieke staat van materie hadden gecreëerd, maar voor de eerste keer hebben ze geverifieerd dat de extreme temperaturen nodig zijn bereikt.

"Dit is de heetste kwestie ooit gemaakt in het laboratorium," Steven Vigdor, associate laboratoriumdirecteur voor nucleaire en deeltjesfysica bij het Brookhaven National Laboratory van het Amerikaanse Department of Energy (DOE) in Upton, NY, zei maandag tijdens een bijeenkomst van de American Physical Society in Washington, DC "De temperatuur is heet genoeg om protonen en neutronen te smelten."

De gouddeeltjes die in het experiment werden gebruikt, waren alleen de kernen - het positief geladen deel van het atoom gemaakt van protonen en neutronen. Twee nevels goudkernen werden versneld in tegenovergestelde richtingen langs een cirkelvormig spoor in een ondergrondse "atom-smasher", de Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) Brookhaven.

Reizend langs deze 2,4-mijl lange (3,9 km) cirkel, werden de goudkernen versneld tot bijna de snelheid van het licht. Toen twee van deze deeltjes tegen elkaar botsten, produceerden hun botsingen zulke enorme hoeveelheden energie dat de materie werd opgewarmd tot ongeveer 7 biljoen graden Fahrenheit (4 biljoen graden Celsius).

Deze verschroeiende omstandigheden zijn voldoende om de protonen en neutronen in hun samenstellende delen te smelten - namelijk fundamentele deeltjes die quarks en gluonen worden genoemd.

Deze soep van quarks en gluonen zou het universum een ​​paar microseconden hebben gevuld na de oerknal die het ongeveer 13,7 miljard jaar geleden heeft gecreëerd. Na dat punt zou de materie afgekoeld en gecondenseerd zijn om de protonen en neutronen te vormen die de materie vormen die we vandaag zien.

"Dit onderzoek biedt aanzienlijk inzicht in de fundamentele structuur van materie en het vroege universum, en benadrukt de verdiensten van langetermijninvesteringen in grootschalige, fundamentele onderzoeksprogramma's in onze nationale laboratoria," zei Dr. William F. Brinkman, directeur van de DOE Office of Science. "Ik loof de zorgvuldige benadering die RHIC-wetenschappers hebben gebruikt om gedetailleerd bewijsmateriaal te verzamelen voor hun claim om een ​​werkelijk opmerkelijke nieuwe vorm van materie te creëren."

De soepele ketel van fundamentele deeltjes duurde minder dan een miljardste van een biljoenste van een seconde. Maar dat was voor fysici voldoende tijd om de eigenschappen en temperatuur te meten met behulp van een detector die rond de plaats van de botsing was gebouwd.

De temperatuurmetingen kwamen via fotonen, of stukjes licht, die werden uitgezonden kort nadat de kernen tegen elkaar botsten.

"Dit was een buitengewoon uitdagende meting", zegt Barbara Jacak, hoogleraar natuurkunde aan de Stony Brook University in Stony Brook, N.Y. en woordvoerder van de PHENIX-samenwerking, een van de vier experimenten van RHIC.

Enigszins verrassend gedraagt ​​de vreemde staat van materie zich als een vloeistof, hoewel eerdere voorspellingen suggereerden dat het meer als een gas zou werken.

"We weten dat dit een vloeistof is, maar we moeten ontdekken waarom het een vloeistof is, en welke rol speelde zijn vrij stromende aard in het vroege universum?" Jacak zei.

Natuurkundigen hebben misschien een kans om een ​​nog hogere toestand van de stof te bestuderen, zodra 's werelds grootste deeltjesversneller, de Large Hadron Collider nabij Genève, Zwitserland, op volle snelheid begint te werken. Botsingen in die machine kunnen temperaturen produceren die twee of drie keer heter zijn dan het recente experiment, zei Jacak.

  • De vreemdste kleine dingen in de natuur
  • Zal de Large Hadron Collider de aarde vernietigen?
  • Top 10 grootste mysteries in de wetenschap

Video Supplement: Genetic Engineering Will Change Everything Forever – CRISPR.




WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com