ซุปดั้งเดิมของสสารที่มีอยู่เพียงสองวินาทีหลังจากบิ๊กแบงตอนนี้ได้รับการสร้างขึ้นใหม่ใน colliders อนุภาคที่ทรงพลังที่สุดในโลก
การวิจัยดังกล่าวไม่เพียง แต่ช่วยให้เข้าใจถึงสถานะที่แปลกใหม่ของสสาร แต่ยังรวมถึงว่ามิติพิเศษของความเป็นจริงมีอยู่การค้นพบที่สามารถช่วยนำไปสู่สิ่งที่เรียกว่า "ทฤษฎีของทุกสิ่ง, "นักวิจัยกล่าว
หัวใจของอะตอมที่เราทำจากโปรตอนและนิวตรอน ในทางกลับกันอนุภาค subatomic เหล่านี้ทำจากหน่วยการสร้างที่รู้จักกันในชื่อควาร์กซึ่งติดกาวโดยอนุภาคที่มีชื่อว่า Gluons
ควาร์กถูกผูกไว้อย่างแน่นหนาด้วยกันอย่างแน่นหนาโดยกลูออน อย่างไรก็ตามในช่วงสิบล้านแรกของวินาทีหลังจากบิ๊กแบงจักรวาลร้อนพอที่จะแยกควาร์กออก ผลที่ได้คือการผสมผสานที่หนาแน่นของควาร์กและกลูออนที่รู้จักกันในชื่อพลาสมาควาร์ก-กลูออน ยังคงมีความไม่แน่นอนเกี่ยวกับซุปยุคแรกนี้ที่จะเป็นอย่างไรเนื่องจากควาร์กและกลูออนสามารถโต้ตอบกันได้ในรูปแบบที่ซับซ้อนเป็นพิเศษ
“ เรามีสถานะใหม่ของสสารที่เราสามารถเขียนกฎหมายคณิตศาสตร์ที่ควบคุมคุณสมบัติของมันในบรรทัดเดียว แต่หลังจากการวิจัยเชิงทฤษฎี 30 ปีเรายังไม่เข้าใจโครงสร้างกล้องจุลทรรศน์แม้ในแง่ที่คร่าวๆ” นักฟิสิกส์ทฤษฎี Berndt Müllerที่มหาวิทยาลัย Duke พลาสม่า Quark-Gluon เริ่มต้นจากกฎหมายฟิสิกส์ขั้นพื้นฐานมันทำงานอย่างไร-
ขอบฟ้าใหม่
ตอนนี้ colliders อนุภาคที่ทรงพลังที่สุดในโลกกำลังสร้างซุปดั้งเดิมนี้ขึ้นมาใหม่โดยการให้ความร้อนเกินกว่า 3.6 ล้านล้านองศาฟาเรนไฮต์ (2 ล้านล้านองศาเซลเซียส) ความหวังก็คือความเข้าใจที่ดีขึ้นของพลาสม่าควาร์ก-กลูออนสามารถทำให้เข้าใจถึงวิวัฒนาการของจักรวาล -Twisted Physics: 7 การค้นพบที่น่าเหลือเชื่อ-
colliders ที่มีปัญหาใช้ไอออนหนัก - อะตอมที่มีเมฆด้านนอกของอิเล็กตรอนออก - และสแลมคานของพวกเขากับกันและกันเมื่อพวกเขาเดินทางด้วยความเร็วเกือบ สิ่งนี้จะปลดปล่อยควาร์กและกลูออนที่เป็นส่วนประกอบของพวกเขาสั้น ๆ
Collider ไอออนหนัก (RHIC) ที่ห้องปฏิบัติการแห่งชาติ Brookhaven ในนิวยอร์กเป็นคอลเดอร์ไอออนหนักคนแรกของโลกและได้สำรวจ Plasmas Quark-Gluon Plasmas มาตั้งแต่ปี 2000 ตัวเร่งอนุภาคที่ทรงพลังที่สุดในโลก
น่าแปลกที่การทดลองที่ Rhic เปิดเผยว่าPlasmas Quark-Gluonเป็นของเหลวที่สมบูรณ์แบบเกือบ "ของเหลวที่ดีที่สุดที่เคยค้นพบ" Müllerบอกกับ Livescience ซึ่งหมายความว่าพวกเขาไหลโดยแทบไม่มีความหนืด (หรือความต้านทาน) ข้อมูล LHC ยืนยันในภายหลัง
นักวิทยาศาสตร์คาดว่าพลาสม่าควาร์ก-กลูออนจะทำตัวเหมือนก๊าซมากขึ้น ความจริงที่ว่าพวกเขาทำตัวเหมือนของเหลวแทนที่จะแนะนำส่วนประกอบของพวกเขาให้มีปฏิสัมพันธ์กับกันและกันมากขึ้น
โดยไม่คาดคิดพฤติกรรมของเหลวดังกล่าวจะถูกทำนายไว้ในสถานการณ์ที่เกี่ยวข้องกับทฤษฎี superstring สถานการณ์เหล่านี้แนะนำมิติพิเศษของความเป็นจริงนอกเหนือจากอวกาศและเวลามีอยู่เพื่อรวมโมเดลที่มีอยู่ว่ากองกำลังของจักรวาลทำงานเป็นทฤษฎีที่ครอบคลุมทั้งหมด การค้นพบของอนุภาคเหล่านี้จึงชี้ให้เห็นว่าการสำรวจเพิ่มเติมของพลาสม่า Quark-gluon สามารถช่วยรวบรวมหลักฐานที่จำเป็นในการค้นพบ "ทฤษฎีของทุกสิ่ง"
"มีความพยายามอย่างมากในช่วงไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมาในการสำรวจปรากฏการณ์ทางกายภาพที่เกิดขึ้นจากทฤษฎีที่เหนือกว่าด้วยมิติเพิ่มเติมของพวกเขา "Müllerกล่าว" พลาสมา Quark-Gluon กำลังให้การทดสอบสำหรับแนวคิดการเก็งกำไรเหล่านี้ มันอาจจะเกินจริงเล็กน้อย แต่คุณอาจพูดได้ว่าการทดลองไอออนหนักที่ RHIC และ LHC ในปัจจุบันทำให้เรามีการทดสอบที่ดีที่สุดเกี่ยวกับวิธีการบางอย่างของทฤษฎีสตริงที่อาจใช้งานได้ "[[[ปรากฏการณ์ 10 อันดับแรกที่ไม่ได้อธิบาย-
เรื่องลึกลับ
พลาสม่า Quark-Gluon อาจทำให้เข้าใจถึงสถานะที่แปลกใหม่อื่น ๆ ของสสารที่มีส่วนประกอบอย่างรุนแรงมีปฏิสัมพันธ์กับคนอื่น ๆ และโลกที่แปลกประหลาดของฟิสิกส์ควอนตัมมีบทบาทสำคัญ ตัวอย่างหนึ่งรวมถึงคอนเดนเสท Bose-Einstein ที่อะตอมจำนวนมากทำงานร่วมกันเพื่อทำหน้าที่เป็น "super-atoms" ยักษ์
"มีการผลักดันอย่างมากต่อการสำรวจโอกาสนวนิยายที่จ่ายโดยกลศาสตร์ควอนตัมสำหรับวิศวกรรมวัสดุใหม่ที่มีคุณสมบัติแปลกใหม่ "Müllerกล่าว" คุณอาจเรียกมันว่า 'วิศวกรรมควอนตัม' "
การอัพเกรดล่าสุดที่ RHIC ได้เพิ่มชนิดของอนุภาคที่ชนกันขยายช่วงของพลังงานที่มันทำงานและปรับปรุงความแม่นยำของเครื่องตรวจจับซึ่งทั้งหมดนี้ควรช่วยวิเคราะห์พลาสม่า Quark-gluon ได้ดีขึ้น LHC จะช่วยทดสอบการค้นพบของ Rhic
การวิจัยที่ Rhic และ LHC กำลังเริ่มสำรวจสถานะลึกลับของสสารที่อาจมีอยู่ก่อนรูปแบบ Quark-gluon plasmas ซึ่งเป็นการผสมผสานที่หนาแน่นของกลูออนที่รู้จักกันในชื่อ "กลาสม่า"
“ ข้อมูลยังคงทำให้เราประหลาดใจ” Müllerกล่าว
Müllerและเพื่อนร่วมงานของเขา Barbara Jacak ให้รายละเอียดการวิจัยนี้ในวารสารวิทยาศาสตร์ฉบับวันที่ 20 กรกฎาคม
ติดตาม Livescience บน Twitter@livescience- เรายังอยู่ด้วยFacebook-Google+-
