Grad av samhandling mellom kvarker i flytende gull-gull kollisjoner. Bildekreditt: RHIC Klikk for å forstørre
Ved å bruke høyhastighetskollisjoner mellom gullatomer, tror forskere at de har gjenopprettet en av de mest mystiske former for materie i universet - quark-gluon plasma. Denne formen for materie var til stede under det første mikrosekundet av Big Bang og kan fortsatt eksistere ved kjernen til tette, fjerne stjerner.
UC Davis fysikkprofessor Daniel Cebra er en av 543 samarbeidspartnere om forskningen. Hans viktigste rolle var å bygge de elektroniske lytteanordningene som samler informasjon om kollisjonene, en jobb han sammenlignet med "feilsøking av 120 000 stereoanlegg."
Nå bruker vi detektorene, "vi ser etter trender i hva som skjedde under kollisjonen for å lære hvordan quark-gluon plasma er," sa han.
"Vi har prøvd å smelte nøytroner og protoner, byggesteinene til atomkjerner, inn i deres konstituerende kvarker og gluoner," sa Cebra. "Vi trengte mye varme, trykk og energi, alt sammen lokalisert på et lite sted."
Forskerne produserte de rette forholdene med frontkollisjoner mellom kjernene i gullatomer. Det resulterende quark-gluon-plasmaet varte i ekstremt kort tid - mindre enn 10-20 sekunder, sa Cebra. Men kollisjonen etterlot spor som forskerne kunne måle.
"Arbeidet vårt er som gjenoppbygging av ulykker," sa Cebra. "Vi ser fragmenter komme ut av en kollisjon, og konstruerer informasjonen tilbake til veldig små punkter."
Quark-gluon plasma ble forventet å oppføre seg som en gass, men dataene viser et mer væskelignende stoff. Plasmaet er mindre komprimerbart enn forventet, noe som betyr at det kan være i stand til å støtte kjernene til veldig tette stjerner.
"Hvis en nøytronstjerne blir stor og tett nok, kan den gå gjennom en kvarkfase, eller den kan bare kollapse i et svart hull," sa Cebra. “For å støtte en kvarkstjerne, ville quark-gluon-plasmaet trenge stivhet. Vi forventer nå at det vil være kvarkstjerner, men de vil være vanskelige å studere. Hvis de finnes, er de semi-uendelig langt unna. "
Prosjektet ledes av Brookhaven National Laboratory og Lawrence Berkeley National Laboratory, med samarbeidspartnere ved 52 institusjoner over hele verden. Arbeidet ble utført i Brookhavens Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC).
Originalkilde: UC Davis News Release
