Mokslininkai išsiaiškino, kas nutiko per pirmąją Didžiojo sprogimo mikrosekundę

Tuo pačiu jie sukūrė algoritmą, leidžiantį analizuoti kolektyvinį daugiau QGP dalelių plėtimąsi

VILNIUS, gegužės 29 — Sputnik. Fizikai, dirbantys prie CERN detonatoriaus ALICE detektoriaus, išsiaiškino, kas nutiko kvarko-gliuono plazmai — anksčiausiai kada nors egzistavusiai medžiagai — per pirmąją Didžiojo sprogimo mikrosekundę. Straipsnis su tyrimo rezultatais buvo paskelbtas žurnale "Physics Letters B".

Remiantis šiuolaikinėmis mokslinėmis koncepcijomis, maždaug prieš 14 milijardų metų mūsų Visata iš kosmologinio singuliarumo būsenos, kuriai būdingas begalinis medžiagos tankis ir temperatūra, perėjo į greitą plėtrą. Tai vadinama didžiuoju sprogimu. Dėl to atsirado visi žinomi materijos tipai — dalelės, atomai, žvaigždės, galaktikos — ir gyvybė, kokią mes matome šiandien. Tačiau mokslininkai dar iki galo nesupranta pačios pirminės medžiagos kilmės procesų.

Didelio hadronų greitintuvo eksperimento ALICE ("A Large Ion Collider Experiment") dalyviai tyrė medžiagą, vadinamą kvarko-gliuono plazma — vienintelę medžiagą, egzistavusią per pirmąją Didžiojo sprogimo mikrosekundę. Tai leido atkurti unikalią materijos vystymosi istoriją ankstyvoje Visatos formavimosi stadijoje.

"Pirma, plazma, susidedanti iš kvarkų ir gluonų, buvo atskirta karštu Visatos išsiplėtimu. Tada kvarko dalelės buvo transformuotos į vadinamuosius hadronus. Hadronas su trimis kvarkais sudaro protoną, kuris yra atominių branduolių dalis Šie branduoliai yra statybiniai blokai, sudarantys Žemę, mus ir mus supančią Visatą", — cituojami Kopenhagos universiteto pranešime spaudai pateikti vieno iš tyrimo dalyvių, dr. You Zhou, Nilso Boro instituto docento, žodžiai.

Kvarko-gliuono plazma (QGP) buvo per 0,000001 Didžiojo sprogimo sekundę ir tada dingo dėl išsiplėtimo. Eksperimento metu CERN tyrėjai sugebėjo atkurti šią pirmąją medžiagą Visatos istorijoje ir atsekti, kas jai nutiko.

"Kolaideris stumia plazmos jonus didžiuliu greičiu — beveik šviesos greičiu. Tai leidžia jums pamatyti, kaip QGP virsta atominiais branduoliais ir gyvybės statybinėmis medžiagomis", — aiškina You Zhou.

Mokslininkai sukūrė algoritmą, leidžiantį analizuoti kolektyvinį daugiau QGP dalelių plėtimąsi. Rezultatai parodė, kad kvarko-gliuono plazma iš pradžių buvo skystis, tačiau laikui bėgant pasikeitė.

"Ilgą laiką mokslininkai manė, kad plazma yra dujų forma, — tęsia mokslininkas. — Tačiau mūsų analizė patvirtino eksperimentinius stebėjimus "Hadron Collider". QGP, kaip ir vanduo, yra švelnios minkštos struktūros, o jo forma palaipsniui keičiasi ir skiriasi nuo bet kurios kitos žinomos medžiagos ir nuo to, ko tikėjomės".

Eksperimentai su kvarko-gliuono plazma CERN vyksta daugiau nei dvidešimt metų. Daugiau nei prieš dešimt metų buvo sukurtas specialus sunkiųjų jonų detektorius ALICE.

"Kiekvienas atradimas yra detalė, padidinanti mūsų galimybes sužinoti tiesą apie Didįjį sprogimą. Prireikė maždaug dvidešimties metų, kol išsiaiškinome, kad kvarko-gliuono plazma buvo skysta, kol ji virto hadronais ir gyvybės statybinėmis medžiagomis. Todėl bet kokios naujos žinios apie nuolat kintantį plazmos elgesį yra didelis proveržis", — apibendrina You Zhou.