Vesmír pripomínal polievku: nová analýza Veľkého tresku preskúmala miliardy zrážok
Krátko po vzniku vesmíru neexistovali hviezdy, planéty ani atómy. Realitu vypĺňala extrémne horúca a hustá zmes elementárnych častíc s teplotou dosahujúcou bilióny stupňov. Fyzici dnes čoraz presnejšie rekonštruujú podmienky tohto raného obdobia a nový experiment priniesol jeden z najpresvedčivejších dôkazov, že hmota bezprostredne po veľkom tresku sa správala skôr ako horúca polievka elementárnych častíc než ako chaotický plyn, píše ScienceAlert.
Dostaň Fontech do svojich Google odporúčaní
Pridať ako preferovaný zdroj Fontech, odkaz sa otvorí v novom okneNový obraz začiatku kozmu
Táto exotická forma hmoty sa označuje ako kvark-gluónová plazma. Ide o stav, v ktorom kvarky a gluóny, základné stavebné prvky protónov a neutrónov, ešte neboli viazané do stabilných častíc.
Podľa kozmologických modelov existovala iba zlomok mikrosekundy po veľkom tresku, keď bol vesmír približne miliardkrát horúcejší než povrch Slnka. Ako sa priestor rozpínal a ochladzoval, voľné kvarky sa začali viazať do hadrónov a neskôr vznikli prvé atómy, čím sa otvorila cesta k vzniku známej hmoty.
Moderná experimentálna fyzika dokáže tento dávno zaniknutý stav krátkodobo znovu vytvoriť pomocou urýchľovačov častíc. Vedci z MIT a CERN analyzovali zrážky ťažkých iónov olova v urýchľovači Large Hadron Collider, kde sa jadrá atómov zrážajú rýchlosťami blízkymi rýchlosti svetla. Energia takýchto kolízií je natoľko extrémna, že na okamih vznikne mikroskopická kvapka kvark-gluónovej plazmy, teda materiálu, ktorý napĺňal vesmír v jeho úplných začiatkoch.
Kľúčová otázka znela jednoducho, no fyzikálne mimoriadne náročne: správa sa táto plazma ako súbor nezávislých častíc, alebo ako kolektívne médium podobné tekutine? Odpoveď sa vedci pokúsili nájsť sledovaním pohybu kvarkov prelietajúcich vzniknutou plazmou. Ak médium vykazuje kvapalinové vlastnosti, pohybujúca sa častica by mala vytvárať stopu podobnú vlne za loďou na vode a postupne odovzdávať energiu okoliu.
Práve takýto efekt sa podarilo identifikovať. Kvarky pri prechode plazmou strácali energiu a spomaľovali sa, pričom v prostredí vznikali víry a energetické nerovnosti naznačujúce kolektívne prúdenie.
To znamená, že kvark-gluónová plazma nie je riedkym plynom, ale extrémne hustou a silne interagujúcou kvapalinou. Tento záver podporuje teoretické modely, podľa ktorých ide o takzvanú takmer ideálnu kvapalinu s mimoriadne nízkou viskozitou, možno najdokonalejšiu tekutinu, aká kedy existovala.
Analyzovali miliardy kolízií
Experiment však čelil zásadnému problému. Kvarky sa nikdy nevyskytujú izolovane a pri zrážkach vznikajú typicky v pároch s antikvarkami, ktoré letia opačnými smermi a vytvárajú prekrývajúce sa signály. Vedci preto využili zriedkavejší typ udalostí, pri ktorých vznikne kvark spolu s bozónom Z. Tento elektricky neutrálny nosič slabej interakcie prakticky nereaguje s plazmou, takže slúži ako referenčný bod umožňujúci presnejšie určiť správanie jediného kvarku.
Takéto prípady sú extrémne vzácne. Z miliárd analyzovaných kolízií ich bolo iba niekoľko tisíc, no práve vďaka nim sa podarilo po prvý raz jasne zmapovať energetickú stopu zanechanú jednou časticou v kvark-gluónovej plazme. Výsledky ukázali charakteristické „vlnenie“ energie, ktoré je typické pre kvapalné prostredie a prakticky nemožno vysvetliť modelom nezávislých častíc.

Objav má širší význam než len potvrdenie jednej vlastnosti exotického materiálu. Kvark-gluónová plazma predstavuje unikátne laboratórium pre štúdium silnej jadrovej interakcie, teda fundamentálnej sily popisovanej kvantovou chromodynamikou.
Práve tá určuje, ako sa kvarky viažu do protónov a neutrónov a tým nepriamo rozhoduje o stabilite všetkej viditeľnej hmoty vo vesmíre. Lepšie pochopenie jej kolektívneho správania môže pomôcť vysvetliť aj extrémne objekty, ako sú neutrónové hviezdy, kde sa hmota nachádza v podobne extrémnych podmienkach hustoty.
Nová experimentálna metóda zároveň ukazuje, že vlastnosti hmoty možno skúmať aj v úplne extrémnych režimoch jednoduchým princípom: narušiť systém a sledovať, ako sa porucha šíri. Presne tak fyzici skúmajú materiály v laboratóriách, len namiesto mechanického otrasu používajú zrážky častíc s energiami blízkymi podmienkam raného vesmíru.
Čítajte viac z kategórie: Novinky
Ďakujeme, že čítaš Fontech. V prípade, že máš postreh alebo si našiel v článku chybu, napíš nám na redakcia@fontech.sk.
Teraz čítajú

Čína chystá energetický prevrat. Fúzny reaktor novej generácie začne fungovať prekvapivo skoro

Vesmírny megaprojekt podporili kľúčoví spojenci Slovenska, odolá vesmírnym hrozbám

Slováci môžu z domu hľadať čierne diery. Nemusíš byť vedec a stačí ti pár minút času

Zhasla ďalšia nádej na nájdenie mimozemského života. Potenciálne planéty uviazli v ére slizu

Mieri priamo na nás. V našej galaxii objavili desivý lúč z čiernej diery
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Fabrika z Dubnice vyrába diely pre húfnicu Zuzana. Jej majiteľ zarobil 310 miliónov eur, ona skončila v strate

OČR, ŤZP či STK používame bežne. Ich skutočný význam pozná málokto (KVÍZ)

Slovenská klasika patrí medzi 100 najhorších šalátov. S rožkom ju poznajú celé generácie

Lietajú s ňou Slováci, známa aerolinka má problém za 150 miliónov eur. Čo robiť, ak už máš letenku

Nové informácie o lete Flydubai: Pilot mal problémy už pred útokom na kapitána
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Slováci budú už čoskoro počuť silné hučanie. Najväčší jadrový kolos Slovenska ožíva
- Netflix sa dohodol s odvekým rivalom. Na Slovensko už zajtra dorazia veľké filmové a seriálové hity
- Vojnový klenot práve dorazil online aj s dabingom. Diváci ho doteraz prehliadali
- Nový akčný seriál ohúril svet. Za pár dní ho videli milióny ľudí a čaká ho veľká budúcnosť
- Volkswagen spustil predaj elektrického SUV za necelých 17-tisíc eur. Dojazd má až 660 km
-
- Vojnový klenot práve dorazil online aj s dabingom. Diváci ho doteraz prehliadali
- Netflix sa dohodol s odvekým rivalom. Na Slovensko už zajtra dorazia veľké filmové a seriálové hity
- Volkswagen spustil predaj elektrického SUV za necelých 17-tisíc eur. Dojazd má až 660 km
- Automobilka so závodom na Slovensku valcuje Európu. Predaj jej elektromobilov vyskočil o 58 %
- V kinách pohorel, online je obrovský hitom. Akčný veľkofilm ovládol celosvetovú sledovanosť
-
- Vojnový klenot práve dorazil online aj s dabingom. Diváci ho doteraz prehliadali
- Majú zásoby 100 miliárd m³. Slovensko môže získať nový veľký zdroj plynu, spustia ho už čoskoro
- Má 1 113 koní a dojazd 1 770 km. Obor od známej značky mieri do predaja za nízku cenu
- Netflix sa dohodol s odvekým rivalom. Na Slovensko už zajtra dorazia veľké filmové a seriálové hity
- Volkswagen prekvapil cenou. Nový elektrický sedan stojí len 11 000 eur a má dojazd 555 km
Volkswagen prepustí až 100-tisíc ľudí. Z Nemecka napriek tomu zazneli prekvapivé slová
Európa čakala veľký solárny prepad. Zatmenie ukázalo, prečo veľké číslo pre Slovensko neplatilo
Výrobcom počítačov a mobilov končí obľúbený trik. EÚ prísne skoncuje s falošnou ekológiou
Má stáť zelená energia 120 eur za MWh? ÚRSO označil zelenú energiu za drahý omyl, pravda je iná
Európa chcela odstrihnúť Putina, deje sa však opak. Dovoz ruského LNG prudko vzrástol
USA chystajú vesmírny štít za 160 miliárd eur. Prvý ostrý zásah príde v roku 2029
Mochovce dosiahli kľúčový míľnik. Štvrtý blok už rozbehol jadrovú reakciu
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Fabrika z Dubnice vyrába diely pre húfnicu Zuzana. Jej majiteľ zarobil 310 miliónov eur, ona skončila v strate

OČR, ŤZP či STK používame bežne. Ich skutočný význam pozná málokto (KVÍZ)

Slovenská klasika patrí medzi 100 najhorších šalátov. S rožkom ju poznajú celé generácie

Lietajú s ňou Slováci, známa aerolinka má problém za 150 miliónov eur. Čo robiť, ak už máš letenku

