CERN'in Cenevre'deki Large Hadron Collider'ında fizikçiler bir zamanlar imkansız被认为的 bir şeyi başardı: Big Bang'den sadece mikrosaniyeler sonra evreni dolduran başlangıç madde durumunu — kimsenin işe yarayacağını düşünmediği kadar küçük atom çekirdekleri kullanarak yeniden yarattı.
Kopenhag Üniversitesi Niels Bohr Enstitüsü'nden araştırmacıların liderliğindeki uluslararası bir ekip, oksijen-16 ve neon-20 çekirdeklerini ışık hızına yakın bir hızda çarpıştırdı. Sırasıyla sadece 16 ve 20 nükleondan oluşan bu çekirdekler, bilim insanlarının geleneksel olarak bu tür deneyler için kullandığı ağır kurşun çekirdeklerin küçük bir fractionunu oluşturuyor. Küçük boyutlarına rağmen çarpışmalar, kuark-gluon plazmasının inkar edilemez imzalarını üretti: protonların ve nötronların temel yapı taşları olan kuarkların ve gluonların birbirine bağlı olmadığı, serbestçe hareket ettiği ultra sıcak, ultra yoğun bir madde durumu.
„Bu, atom çekirdeklerinin ne kadar küçük olabileceğinin sınırını, bu başlangıç maddesini yeniden yaratırken ittik — buna küçük bir Big Bang diyebilirsiniz" dedi deneyi yöneten Doçent Dr. You Zhou.
Physical Review Letters dergisinde yayımlanan araştırma beklenmedik bir şey ortaya koydu. Çarpışmalardan çıkan parçacık akış desenleri, onları yaratan çekirdeklerin geometrik şeklini koruyor. İki küresel oksijen çekirdeği arasındaki çarpışmalar nispeten yuvarlak bir desen üretirken, çekirdekleri bowling topu şeklinde olan neon çarpışmaları belirgin bir asimetrik akış deseni oluşturuyor.
„Başlangıç maddesinden gelen parçacıklar, atom çekirdeğinin geometrik şekli tarafından doğrudan belirleniyor" diye açıkladı ortak yazar Emil Gorm Dahlbæk Nielsen. „Bu, bir nesnenin üzerine ışık tutup gölgesini görmeye benzer. Nesneyi doğrudan göremezsiniz, ancak gölgesi şeklini ortaya koyar."
Bu teknik, nükleer fizikte bir paradigma kayması olabilir. 70 yılı aşkın süredir fizikçiler atom çekirdeklerinin yapısını düşük enerjili deneylerle araştırıyor — çekirdeklerin nasıl döndüğünü ve titreştiğini ölçerek. Yeni yaklaşım bu stratejiyi tamamen tersine çeviriyor: çekirdekleri nazikçe incelemek yerine, mevcut en yüksek enerjilerde çarpıştırıyor ve arta kalan enkaz desenlerinden biçimlerini yeniden oluşturuyor.
Ekip daha da ileri gitmeyi planlıyor: kuark-gluon plazma oluşturmak için bir çarpışma sisteminin ne kadar küçük olabileceğini belirlemek üzere helyum-4 dahil daha hafif çekirdeklerle çarpışmalar yapacak. Bu sorunun cevabı hem güçlü nükleer kuvveti hem de evrenin ilk milyonda bir saniyesindeki koşulları aydınlatabilir.
