Vedcom z novej simulácie padla sánka. Toto sa dialo vo vesmíre len pár nanosekúnd po Veľkom tresku
Po Veľkom tresku nevládla vo vesmíre hmota v podobe atómov či hviezd, ale extrémne horúca a hustá kvark-gluónová plazma. V tomto zvláštnom skupenstve existovali kvarky a gluóny, základné stavebné častice hmoty – ešte predtým, než sa z nich stali protóny a neutróny. Hoci trvala len zlomok sekundy, práve táto plazma formovala základy dnešného vesmíru.
Doteraz čelili vedci pri pokuse o opísanie jej správania vážnej prekážke: silná jadrová interakcia, ktorá drží kvarky pohromade, je mimoriadne zložitá a výpočtovo náročná. Na rozdiel od elektromagnetizmu či gravitácie ju nemožno spoľahlivo popísať bežnými matematickými nástrojmi. Navyše, výpočtové metódy ako napr. perturbatívna teória, tu zlyhávajú, pretože nevedia efektívne pracovať s veľkou väzbovou konštantou silnej sily, uvádza portál InterestingEngineering.
Kombinácia dvoch metód odhalila nový obraz ranej plazmy
Nový výskum publikovaný v žurnále Physical Review Letter by však mohol priniesť dlho očakávaný prelom. Vedci skombinovali dve doteraz samostatne používané metódy. Prvou je tzv. lattice QCD, ktorá modeluje fyziku častíc v diskrétnej štruktúre časopriestoru, a Monte Carlo simulácie, ktoré pomocou náhodného vzorkovania prepočítavajú náročné fyzikálne systémy.
Vedci si v tomto prístupe predstavili vesmír ako štvorrozmernú šachovnicu, na ktorej sa dajú presne vypočítať interakcie medzi časticami. Následne túto šachovnicu optimalizovali, aby boli výsledky čo najpresnejšie.
Vedci sa zamerali na model vesmíru, ktorý obsahuje tri typy prakticky bezhmotných kvarkov. V extrémnych teplotách, kde energia presahuje niekoľko GeV, sú hmotnosti kvarkov zanedbateľné. Výpočty pokrývali teploty od 3 do 165 GeV, čo znamená, že siahali až po hranicu elektroslabého prechodu, teda momentu, keď častice získali svoju hmotnosť.
Z týchto údajov vedci odvodili rovnicu pre entropickú hustotu plazmy, z ktorej potom určili tlak a energetickú hustotu pomocou štandardných termodynamických zákonov. Vďaka zjemneniu mriežky takmer na nulu sa im podarilo minimalizovať chyby a získať výsledky, ktoré lepšie odzrkadľujú skutočný vesmír, nie len jeho počítačovú simuláciu.
Čo nás kvarky naučili o vesmíre
Zistenia boli prekvapivé. Aj pri extrémne vysokých teplotách sa kvarky a gluóny nesprávali ako voľné častice. Silná jadrová sila si stále udržiavala kontrolu nad ich správaním, čo naznačuje, že táto sila formovala vesmír ešte skôr, než si fyzici doteraz mysleli.
Nové výpočty ponúkajú doteraz najpresnejší obraz o správaní kvark-gluónovej plazmy a pomáhajú vedcom upresniť modely vzniku hmoty aj vývoja základných síl. Aj keď metóda nie je dokonalá, kombinácia lattice QCD a Monte Carlo simulácií ukázala obrovský potenciál. Autori štúdie však dodávajú, že na zníženie neistôt a skúmanie iných scenárov bude v budúcnosti potrebné ešte viac výpočtového výkonu.
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
Nádejný kandidát na mimozemský život prekvapil vedcov. Skrýva oceán vody, no s týmto nepočítali
Európsky štát odštartoval jadrovú revolúciu. Urán pochovaný, prichádza lacná elektrina pre všetkých
Fyzika sa tam mení na nočnú moru. Slovák z Harvardu o exoplanétach, kde je možné naozaj všetko
Blíži sa Veľký kolaps vesmíru. Vedci obrátili naruby to, čo sme si doteraz mysleli o rozpínaní kozmu
Medicína nechápe: Vedci vytvorili funkčné ľudské srdce v prasati, vydržalo biť úctyhodný čas
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP
Dopamínová pasca moderného života: Odborníčka odhaľuje, prečo sa cítiš unavený, podráždený a bez energie
Splatiť hypotéku skôr, alebo radšej investovať? Expert ukázal, čo môže Slovákom ušetriť tisíce eur (ROZHOVOR)
Rodinný dom s pozemkom za 17 000 eur: Štát predáva nepotrebný majetok za rozprávkové ceny
Európsky turistický raj čelí invázii škodcov: „Nasťahovali sa nám sem krysy a šváby,“ opisuje miestna obyvateľka
Výživový poklad za pár centov: Nenápadná potravina z tvojej špajzy prospieva srdcu, mozgu a imunite
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- V Európe sa vylodili tisícky čínskych elektromobilov. Doviezla ich obrovská loď so šokujúcim pohonom a výkonom
- Rusi zúfalo zháňajú peniaze. Ázijskému štátu ponúkajú svoje najmodernejšie zbrane, má to háčik
- Európsky štát odštartoval jadrovú revolúciu. Urán pochovaný, prichádza lacná elektrina pre všetkých
- Západ nič také nemá. „Spojenec“ Ruska nasadí laser na stíhačky budúcnosti, rakety po ňom „slepnú“
- Rusi ani netušili, čo im zlikvidovalo najdrahší systém. Ukrajina použila zbraň, akú svet ešte nevidel
-
- Rusi ani netušili, čo im zlikvidovalo najdrahší systém. Ukrajina použila zbraň, akú svet ešte nevidel
- V Európe sa vylodili tisícky čínskych elektromobilov. Doviezla ich obrovská loď so šokujúcim pohonom a výkonom
- Do Ameriky doletí za 90 minút. Prelomové lietadlo v prvých testoch všetkých prekvapilo
- Čína oživila zabudnutý technologický skvost Sovietov. Unikli zábery lietadla, aké svet nevidel roky
- Rusi zúfalo zháňajú peniaze. Ázijskému štátu ponúkajú svoje najmodernejšie zbrane, má to háčik
-
- Rusi ani netušili, čo im zlikvidovalo najdrahší systém. Ukrajina použila zbraň, akú svet ešte nevidel
- Európa do neho investovala miliardy eur, teraz ho ľudia nechcú. Predaj energetického zariadenia prudko klesol
- V Európe sa vylodili tisícky čínskych elektromobilov. Doviezla ich obrovská loď so šokujúcim pohonom a výkonom
- Nemci sa zbláznili do energetického grálu. Elektrinu im vyrába zadarmo, sieti dodali 60 miliónov MWh
- Rusom padla sánka. Jedna z najlepších stíhačiek USA dostane vlastnú „armádu dronov”
Kritické suroviny pre high-tech odvetia narazili na vážny problém. Môže zaň Čína, bude horšie
Slováci prepadli pri výbere auta novému trendu. Čísla hovoria za všetko, pozor však na riziká
AI pretransformuje spoločnosť, tvrdí odborník. Varuje pred kľúčovou chybou, ktorú robíme
Nepríjemná správa pre motoristov na Slovensku. Analytik predpovedá ceny palív, susedia sú na tom lepšie
Cukrovkári dostali nádej na život bez striekačiek. Vedci vyvinuli liečbu, ktorá donúti telo k tvorbe inzulínu
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP