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

Európe hrozí návrat mrazov, ktoré si nevieme predstaviť. Vedci odhalili znepokojivé varovanie

S Mesiacom sa deje niečo čudné. Vedci odhalili jav, ktorá môže ohroziť ľudí

Sovietsky rýchlovlak predbehol dobu o 30 rokov. Bol lacnejší než diaľnice a lepší než lietadlo

Jadrová bomba ochráni Zem. Vedci skúmajú krajné riešenie ničivej krízy

Vedci v Černobyle našli bizarné psy. Prešli extrémnou evolúciou a v DNA majú vec, ktorá tam nemá čo robiť
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Meteorológovia varujú pred kolapsom: Spojenie El Niňa a oslabeného polárneho víru prinesie v zime arktické peklo

VOĽBY ONLINE: Sledujeme tesný súboj: Rozdiely len 0,76 bodu. Poznáme prvé mená víťazov

MIMORIADNE: Volebné moratórium sa predlžuje v ďalších dvoch krajoch

Finančná správa otvára masívny nábor: Nástupný plat prekračuje 1 500 eur, pri troch pozíciách ti stačí stredná škola

AKTUÁLNE: Moratórium na voľby sa zatiaľ predĺži v troch krajoch
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Na Slovensko prichádza najdrahší film roka. Veľkolepá fantasy ukáže známy príbeh (VIDEO)
- Európania podľahli novému elektromobilu. Objednalo si ho už 50 000 ľudí, výroba nestíha
- Netflix práve pridal novú sériu svetového hitu. Všetky časti sú online aj s dabingom
- Definitívny obrat? Známy ropný gigant na svojich čerpačkách prestáva predávať benzín a naftu
- Elektromobil od Volkswagenu za 11-tisíc eur je realitou. Má brutálnu AI výbavu a dojazd 465 km
-
- Na Slovensko prichádza najdrahší film roka. Veľkolepá fantasy ukáže známy príbeh (VIDEO)
- Európania podľahli novému elektromobilu. Objednalo si ho už 50 000 ľudí, výroba nestíha
- Netflix práve pridal novú sériu svetového hitu. Všetky časti sú online aj s dabingom
- Definitívny obrat? Známy ropný gigant na svojich čerpačkách prestáva predávať benzín a naftu
- Elektromobil od Volkswagenu za 11-tisíc eur je realitou. Má brutálnu AI výbavu a dojazd 465 km
-
- Africký štát blízko Európy sa pripravuje na vojnu. Do zbraní nalejú miliardy, analytici sa chytajú za hlavy
- Rusko oživuje jadrové monštrum zo studenej vojny. Legendárny bombardér prešiel veľkou zmenou
- Američania dali zbraň ako zo sci-fi do e-shopu. Mikrovlnami dokáže vyradiť celé roje dronov
- Armáda chce nasadiť geneticky upravené superpsy. Zvládnuť majú aj najťažšie misie
- Francúzi ukázali novú ničivú zbraň. Jadrový kolos s 5 200 tonami dokáže útočiť aj na pevninu
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

Meteorológovia varujú pred kolapsom: Spojenie El Niňa a oslabeného polárneho víru prinesie v zime arktické peklo

VOĽBY ONLINE: Sledujeme tesný súboj: Rozdiely len 0,76 bodu. Poznáme prvé mená víťazov

MIMORIADNE: Volebné moratórium sa predlžuje v ďalších dvoch krajoch

Finančná správa otvára masívny nábor: Nástupný plat prekračuje 1 500 eur, pri troch pozíciách ti stačí stredná škola

