زندگي در دماي 10¹² سانتيگراد

دانشمندان اروپايي با کوباندن يون‌هاي سنگين سرب در ال.اچ.سي، سوپ داغ ذرات زيراتمي با دماي ده‌هزار ميليارد کلوين را که يک‌ميليونيم ثانيه پس از مهبانگ، جهان را فرا گرفته بود؛ بازتوليد کردند.

به گزارش بي‌بي‌سي، دانشمنداني که در حال کار روي اين ماشين غول پيکر در مرز سوئيس و فرانسه هستند، توانستند در تاريخ 7 نوامبر / 16 آبان به اين شرايط منحصر به فرد دست پيدا کنند. در اين آزمايش دما بيش از يک ميليون بار از دماي مرکز خورشيد فراتر رفت و ذراتي خلق شدند که پيش از اين فقط لحظاتي پس از مهبانگ در طبيعت مشاهده شده بود.

تا به امروز قوي‌ترين شتاب‌دهنده ذرات که توسط سازمان تحقيقات هسته‌اي اروپا، سرن اداره مي‌شود، سعي داشت با برخورد دادن پروتون‌ها به يکديگر به راز شکل‌گيري جهان هستي پي ببرد. آن‌ها در تلاشند با برخورد پروتون‌ها، ذرات گريزپاي بوزون هيگز را توليد کنند و به نشانه‌هايي از قوانين جديد فيزيک مانند چارچوب‌هاي ابرتقارن دست پيدا کنند.

در طول چهار هفته آينده دانشمندان ال.اچ.سي مطالعات خود را روي اطلاعات حاصل از برخورد يون‌هاي سرب به يکديگر متمرکز خواهند کرد. با اين روش، آن‌ها اميدوارند اطلاعات بيشتري در مورد محيط پلاسمايي به دست بياورند که جهان را در يک ميليونيوم ثانيه پس از مهبانگ فراگرفت. دانشمندان به کمک تلسکوپ فضايي هابل و فضاپيماي دبيلومپ توانسته‌اند زمان مهبانگ را 13ميليارد و 700 ميليون سال پيش تخمين بزنند.

يکي از آزمايشگاه‌هاي ال.اچ.سي به نام آليس فقط براي برخورد يون‌هاي سرب به يکديگر طراحي شده است، اما آزمايشگاه‌هاي اطلس و سي.ام.اس نيز برنامه کاري خود را به بررسي برخورد يون‌هاي سرب تغيير داده‌اند.

تصاويري که در اينجا مي‌بينيد، اطلاعات مسير، انرژي، جرم و بار الکتريکي ذراتي است که پس از اين برخورد به‌وجود آمده و توسط آشکارسازهاي غول‌پيکر آليس، اطلس و سي.ام.اس ثبت شده است. دانشمندان با بررسي اين ذرات مي‌توانند قدم‌به‌قدم به لحظه اوليه برخورد و اتفاق‌هايي که در آن لحظات اوليه روي داده است، پي ببرند.

نيروي هسته‌اي قوي

ديويد اوانس، فيزيک‌دان دانشگاه بيرمنگام انگلستان و از محققان شاغل در پروژه آليس به خبرنگار بي‌بي‌سي گفت: «ما در اين مطالعات به بالاترين دماها و چگالي‌هايي که تاکنون در آزمايش‌هاي زميني توليد شده است رسيديم. نتايج تحقيقات براي ما بسيار قابل توجه و مهم است. اين آزمايش‌ها در محيطي کنترل شده و امن انجام گرفت و ما به آذرگوي‌هاي زيراتمي متراکم و فوق‌العاده داغي رسيديم. دما در اين آزمايش‌ها به بيش از 10هزار ميليارد درجه کلوين رسيد که يک ميليون بار از مرکز خورشيد داغ‌تر است. در اين دماها، حتي نوترون‌ها و پروتون‌ها نيز به شکل سوپي متراکم از کوارک‌ها و گلوئون‌ها ذوب مي‌شوند و ماده‌اي موسوم به پلاسماي کوارک-گلوئون توليد مي‌کنند.»

کوارک‌ها و گلوئون‌ها ذرات زيراتمي هستند و در حالت پلاسماي کوارک- گلوئون اين ذرات از جاذبه يکديگر رهايي پيدا مي‌کنند، دقيقا همان شرايطي که دانشمندان معتقدند درست بعد از انفجار بزرگ به وجود آمده است. کوارک‌ها موادي مانند پروتون و نوترون را مي‌سازند و گلوئون‌ها ذراتي هستند که با نيروي هسته‌اي قوي (که هسته اتمي را پايدار نگاه مي‌دارد) مرتبطند.

با مطالعه اين پلاسما، فيزيک‌دانان اميدوارند اطلاعات زيادي در مورد نيروي هسته‌اي قوي به دست بياورند. بعد از آن‌که ال.اچ.سي يون‌هاي سرب را به يکديگر برخورد داد و تحقيقات در اين زمينه به پايان رسيد، دوباره اين دستگاه به حالت برخورد پروتون‌ها برمي‌گردد

برگرفته از خبرآنلاين

تنظيم براي تبيان: فاطمه مجدآبادي