به گفته فیزیکدانان، جهان در آغاز سیال بود

توسط  · ۱۳۹۷/۰۸/۰۵

 

بیگ بنگ: فیزیکدانان آزمایشگاه برخورد دهنده یونی بزرگ در مرکز سرن سوئیس به بینش جدیدی از ویژگی‌های پلاسمای کوارک گلوئون دست یافته‌اند. فرض بر این است که این حالت از ماده مدتی پس از بیگ بنگ وجود داشته است. آن طور که از نام پلاسمای کوارک – گلوئون پیداست، به حالت ویژه‌ای از ماده اشاره می کند که از ذرات بنیادی به نام کوارک‌ها و گلوئون‌ها تشکیل یافته است. تیم آزمایشگاه برخورد دهنده یونی بزرگ با جایگزینی سرب با زنون به این نتایج تازه دست پیدا کرد.

 

image Quark Gluon Plasma

رویدادی در نتیجه اولین برخورد زنون – زنون در برخورد دهنده هادرونی بزرگ ۵٫۴ ترا الکترون ولت که در آزمایشگاه برخورد دهنده یونی بزرگ ثبت شد. اعتبار عکس: مرکز سرن سوئیس

به گزارش بیگ بنگ، محققان اینطور توضیح دادند: «زنون اتم کوچکتری با نوکلئون‌های کمتر در هسته‌اش می باشد. در زمان برخورد یون‌ها، ما گویی آتشین ایجاد می کنیم که شرایط اولیه جهان را با دمایی فراتر از چند هزار میلیارد درجه سانتی‌گراد بازسازی کند. عمر قطرات پلاسمای کوارک – گلوئون ِ تولید شده در آزمایشگاه خیلی کوتاه است و تنها کسری از ثانیه دوام می آورد. تحت این شرایط، چگالی کوارک‌ها و گلوئون‌ها خیلی بالاست و حالت ویژۀ از ماده پدید می آید که در آن، کوارک‌ها و گلوئون‌ها نیمه آزاد هستند.» آزمایشات نشان دادند که ماده ازلی (درست لحظاتی پس از شکل‌گیری اتم‌ها) به مانند مایعی رفتار کرد که می تواند بر اساس هیدرودینامیک تعریف شود.

دکتر «یو ژو» عضو تیم تحقیقات و فیزیکدان در موسسه نیلز بور دانشگاه کپنهاگن دانمارک گفت: «یکی از چالش‌های پیش روی ما این است که در برخورد یون‌های سنگین، فقط اطلاعات حالت نهایی ذرات به طور مستقیم موجود است؛ اما ما می خواهیم بدانیم که در آغاز برخورد و چند لحظه پس از آن چه اتفاقی روی داد. ما ابزارهای جدید و نیرومندی برای بررسی ویژگی‌های ذرات کوچک پلاسمای کوارک – گلوئون طراحی کرده‌ایم.

این روش‌ها با مطالعه توزیع فضایی چند هزار ذره‌ای که از برخوردها پدید می آیند، بدست آمده‌اند. در زمان برخورد، کوارک‌ها و گلوائون‌ها درون ذراتی محبوس می شوند که جهان امروز ما از آنها تشکیل یافته است. این امر نه تنها هندسۀ اولیه برخورد را نشان می دهد، بلکه به ویژگی‌های پلاسمای کوارک – گلوئون نیز حساس است. می توان آن را بعنوان یک جریان هیدرودینامیکی در نظر گرفت. ویژگی‎های انتقالی پلاسمای کوارک- گلوئون شکل نهایی ابر ذرات تولید شده پس از برخورد را تعیین خواهد کرد. ما با این روش به بررسی لحظۀ شکل‌گیری این پلاسما می پردازیم.» یافته‌های محققان در مجله «Physics Letters B» منتشر شده است.

ترجمه: منصور نقی لو/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: sci-news.com

محققان برای اولین‌بار انتشار نور را در مقیاس پادماده مشاهده کردند

 

بیگ بنگ: دانشمندان سرن در تحقیقات خود در زمینه پادماده به نقطه عطف دیگری دست یافتند. آنها برای نخستین‌بار نور خاصی را که از یک اتم برانگیختۀ پاد هیدروژنی منتشر شده بود، مشاهده کردند. این مشاهده می‌تواند دانش ما را در مورد این موضوع و فرصت‌های جدید برای مطالعه پادماده افزایش دهد.

 

cern bبه گزارش بیگ بنگ، همانطور که در مجلۀ Nature گزارش شد، محققان پروژه ALPHA – به همراه فیزیکدانان سرن که در تلاشند تا بتوانند اتم‌های پاد هیدروژنی را به دام بیندازند برای اولین‌بار توانستند انتقال آلفا- لیمان را در یک اتم پاد هیدروژنی مشاهده کنند. فیزیکدانان در مورد خواص پادماده بسیار کنجکاو هستند. ما می‌دانیم که پاد ماده وجود دارد، اما هنوز نمی‌دانیم که چرا جهان تقریبا به طور انحصاری از ماده ساخته شده است. همه آزمایشات ما تاکنون نشان داده‌اند که هر دوی آنها(ماده و پاد ماده) به یک شیوه رفتار می‌کنند، هرچند در بین آنها برخی تفاوت‌ها وجود دارد که محققان امیدوارند بتوانند آنها را کشف نمایند.

انتقال لیمان- آلفا قبلا در ماده مشاهده شده است، اما مشاهدۀ این رفتار به همین شیوه در پاد ماده این سوال را پر رنگ‌تر می‌کند که چرا جهان به این شکل ساخته شده است. در حالت ماده، هنگامی که یک الکترون برانگیخته از یک سطح انرژی بالاتر (یا مدار) به نام ۲P به حالت اولیه خود باز می‌گردد، فوتون فرابنفشی را با طول موج مشخص ۱۲۱٫۶ نانومتر منتشر می‌نماید.

در حالت پادماده، نقش الکترون توسط پوزیترون ایفا می‌شود که دارای جرمی مشابه اما باری متضاد است. اگر چه پادماده در جهان بسیار نادر است، پوزیترون‌ها به راحتی یافت می‌شوند؛ سدیم۲۲ یکی از منابع پوزیترون است، و همان چیزی است که دانشمندان در اینجا مورد استفاده قرار داده اند. در این تحقیق تیم ALPHA  تعامل این پوزیترون‌ها را با شلیک پرتو پروتون‌های منظم به یک بلوک از فلزات پاد هیدروژنی با آنتی پروتون‌ها برقرار نمودند و آنها را در یک تله مغناطیسی قرار دادند که از تماس آنها با ماده و نابودی جلوگیری می‌نمود.

پس از آن این محققان پالس‌های لیزری را به  ماده شلیک کردند که باعث تحریک پوزیترون‌ها شد و باعث شد که آنها درست مانند ماده‌ای که فوتون‌ها را منتشر می‌کند رفتار کنند. انتقال انرژی از یک سطح به سطح دیگر یک روند تدریجی است، بدین معنی که مقدار آن همواره یکسان می‌باشد، بنابراین فوتون خروجی لیگان- آلفا همیشه یکسان است.

جفری هانست، سخنگوی آزمایشگاه ALPHA، در بیانیه‌ای گفت: «ما واقعا بخاطر کسب این نتیجه هیجان‌زده هستیم. انتقال لیمان-آلفا حتی در هیدروژن طبیعی هم بسیار سخت است. اما به دلیل توانایی ما در به دام انداختن و نگه داشتن تعداد زیادی از اتم‌های پاد هیدروژنی برای چند ساعت و استفاده از یک منبع لیزری لیمان- آلفا، این امر امکان پذیر شد. اتم پاد هیدروژن منتشر کننده نور لیمان-آلفا فرصت جدیدی را برای مطالعه پادماده به وجود می آورد. این انتشار یک عامل کلیدی برای خنک‌سازی لیزر است، بنابراین با استفاده از آن می‌توان نمونه‌های سرد و متراکم آنتی هیدروژن را ایجاد نمود.

ترجمه: سهیلا دوست پژوه/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: iflscience.com