Grad af interaktion mellem kvarker i flydende guld-guld kollisioner. Billedkredit: RHIC Klik for større billede
Ved hjælp af højhastighedskollisioner mellem guldatomer tror forskere, at de har genoprettet en af de mest mystiske former for stof i universet - quark-gluon plasma. Denne form for stof var til stede under Big Bangs første mikrosekund og kan stadig eksistere ved kernerne af tætte, fjerne stjerner.
UC Davis fysikprofessor Daniel Cebra er en af 543 samarbejdspartnere om forskningen. Hans vigtigste rolle var at bygge de elektroniske lytteenheder, der indsamler information om kollisionerne, et job, han sammenlignede med "fejlfinding af 120.000 stereosystemer."
Nu bruger vi disse detektorer, "vi ser efter tendenser i, hvad der skete under kollisionen for at lære, hvordan kvark-gluon-plasma er," sagde han.
”Vi har forsøgt at smelte neutroner og protoner, byggestenene til atomkerner, i deres bestanddele kvarker og gluoner,” sagde Cebra. ”Vi havde brug for meget varme, pres og energi, alt sammen lokaliseret i et lille rum.”
Forskerne producerede de rigtige betingelser med front-on-kollisioner mellem kerne i guldatomer. Det resulterende quark-gluon plasma varede i ekstremt kort tid - mindre end 10-20 sekunder, sagde Cebra. Men kollisionen efterlod spor, som forskerne kunne måle.
”Vores arbejde er som rekonstruktion af ulykker,” sagde Cebra. ”Vi ser fragmenter komme ud af en kollision, og vi konstruerer denne information tilbage til meget små punkter.”
Quark-gluon plasma forventedes at opføre sig som en gas, men dataene viser et mere væskelignende stof. Plasmaet er mindre komprimerbart end forventet, hvilket betyder, at det muligvis kan understøtte kernerne i meget tætte stjerner.
”Hvis en neutronstjerne bliver stor og tæt nok, kan den gennemgå en kvarkfase, eller den kan bare falde sammen i et sort hul,” sagde Cebra. ”For at understøtte en kvarkstjerne ville quark-gluon-plasmaet kræve stivhed. Vi forventer nu, at der vil være kvarkstjerner, men de vil være svære at studere. Hvis de findes, er de semi-uendeligt langt væk. ”
Projektet ledes af Brookhaven National Laboratory og Lawrence Berkeley National Laboratory med samarbejdspartnere ved 52 institutioner over hele verden. Arbejdet blev udført i Brookhavens Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC).
Original kilde: UC Davis News Release
