Các nhà vật lý làm việc để tái tạo lại vật chất tồn tại khi sinh ra vũ trụ mong đợi một thứ giống như khí và kết thúc với chất lỏng hoàn hảo, một nhóm nghiên cứu đã báo cáo tại một cuộc họp ngày 18 tháng 4 của Hiệp hội Vật lý Hoa Kỳ. Một trong những đội được dẫn dắt bởi MIT.
Những phát hiện thực sự tuyệt vời này đã khiến chúng ta kết luận rằng chúng ta đang chứng kiến một thứ hoàn toàn mới, một dạng vật chất bất ngờ, đang mở ra những lối suy nghĩ mới về các tính chất cơ bản của vật chất và các điều kiện tồn tại ngay sau [Vụ nổ lớn], Cha cho biết Raymond Orbach, giám đốc Văn phòng Khoa học của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ, người hỗ trợ chính cho nghiên cứu.
Không giống như các chất lỏng thông thường, trong đó các phân tử riêng lẻ di chuyển ngẫu nhiên, vật chất mới dường như di chuyển theo mô hình thể hiện mức độ phối hợp cao giữa các hạt. Một thứ gì đó giống như một đàn cá phản ứng như một thực thể khi di chuyển qua môi trường thay đổi. Chuyển động chất lỏng đó gần như hoàn hảo, được định nghĩa bởi các phương trình của thủy động lực học.
Hình ảnh một dòng mật ong, rồi một dòng nước. Nước suối chảy dễ dàng hơn mật ong, và chất lỏng mới mà chúng tôi tạo ra dường như chảy dễ dàng hơn nhiều so với nước, theo ông Bus Busza, lãnh đạo nhóm MIT và Giáo sư Vật lý của Francis Friedman. Các giảng viên khác của MIT tham gia vào công việc là Giáo sư Bolek Wyslouch và Phó Giáo sư Gunther Roland, cả hai ngành vật lý.
Busza lưu ý rằng kết quả không loại trừ rằng một dạng vật chất giống như khí tồn tại ở một thời điểm nào đó trong vũ trụ trẻ, nhưng dữ liệu cho thấy một cái gì đó khác biệt, và thậm chí có thể thú vị hơn, ở mật độ năng lượng thấp hơn được tạo ra tại RHIC (Máy va chạm ion nặng tương đối tính).
Nghiên cứu cũng đã dẫn đến một số bất ngờ khác. Ví dụ, có một sự tao nhã mà chúng ta thấy trong các dữ liệu chưa được phản ánh trong sự hiểu biết lý thuyết của chúng tôi, ED nói.
Sự ra đời của vũ trụ
Khoảng mười phần triệu giây sau Vụ nổ lớn, các nhà vật lý tin rằng vũ trụ bao gồm một loại khí gồm các vật thể, quark và gluon tương tác yếu cuối cùng sẽ kết tụ lại với nhau để tạo thành hạt nhân nguyên tử và vật chất như chúng ta biết.
Vì vậy, trong 25 năm qua, các nhà khoa học đã làm việc để tạo lại khí đó, hay plasma quark-gluon, bằng cách chế tạo các máy nghiền nguyên tử lớn hơn bao giờ hết. Ý tưởng là tăng tốc hạt nhân lên gần bằng tốc độ ánh sáng, sau đó cho chúng đâm đầu vào nhau, theo Bus Busza. Sau những điều kiện đó, plasma sẽ hình thành. Các kết quả hiện tại đã đạt được tại Máy va chạm ion nặng tương đối đặt tại Phòng thí nghiệm quốc gia DOE, Brook Brookhaven.
RHIC tăng tốc hạt nhân vàng trong một ống tròn đường kính khoảng 2 km. Ở bốn nơi, các hạt nhân va chạm và xung quanh các địa điểm đó, các nhóm các nhà khoa học đã chế tạo máy dò để thu thập dữ liệu. Bốn công cụ của STAR STAR, PHENIX, PHOBOS và BRAHMS, thay đổi trong cách tiếp cận và phân tích hành vi của họ. Công trình được báo cáo tại cuộc họp APS tóm tắt ba năm đầu tiên về kết quả của RHIC từ cả bốn thiết bị. Giấy tờ của mỗi đội cũng sẽ được xuất bản đồng thời trong số phát hành sắp tới của tạp chí Vật lý hạt nhân A.
MIT là tổ chức chính của PHOBOS, một sự hợp tác giữa Hoa Kỳ, Ba Lan và Đài Loan. Chúng tôi rất nhỏ, Busza, người đã phát triển ý tưởng cho thiết bị. Mỗi ngôi sao và PHENIX có giá khoảng 100 triệu đô la và có khoảng 400 nhân viên. Chúng tôi có giá dưới 10 triệu đô la và có khoảng 50 người, ông nói. (BRAHMS cũng nhỏ.)
Tuy nhiên, nhóm PHOBOS đã có kết quả vật lý đầu tiên từ ba trong số năm lần chạy thử nghiệm của RHIC và lần đầu tiên được thực hiện trên một phần tư. (Lần chạy thứ năm vẫn đang được phân tích.)
Đối với một trong những lần chạy đó, nhóm đã thu thập dữ liệu, phân tích chúng và gửi một bài báo về công việc trong vòng năm tuần. Busza, người chưa từng biết đến về vật lý năng lượng cao, Busza, người đã tin tưởng Roland với sự quay vòng nhanh. Ông là người quản lý việc khai thác vật lý từ dữ liệu.
Cái gì tiếp theo?
Mặc dù các máy dò RHIC lớn hơn sẽ tiếp tục thu thập dữ liệu, PHOBOS đã bị loại bỏ. Từ góc độ lợi ích chi phí, chúng tôi cảm thấy chúng tôi đã trích xuất nhiều kiến thức nhất có thể từ một thí nghiệm nhỏ như vậy, theo Bus Busza.
Vì vậy, đội bây giờ đang hướng đến tương lai. Các thành viên hy vọng sẽ tiếp tục nghiên cứu của họ tại người kế nhiệm của RHIC, Máy va chạm Hadron lớn (LHC) đang được chế tạo ở châu Âu. Cơ sở đó sẽ có năng lượng va chạm gấp 30 lần của RHIC, điều này sẽ đưa các nhà khoa học đến gần hơn với các điều kiện khi sinh ra vũ trụ. Ngay tại LHC, chúng tôi sẽ kiểm tra những gì chúng tôi nghĩ rằng chúng tôi đã học được từ RHIC. Chúng tôi cũng mong đợi những bất ngờ mới, thậm chí có thể là những bất ngờ lớn hơn, anh ấy kết luận.
Các nhân viên nghiên cứu của MIT hiện đang tham gia PHOBOS là Maarten Ballintijn, Piotr Kulinich, Christof Roland, George Stephans, Robin Verdier, Gerrit vanNieuwenhuizen và Constantin Loizides. Sáu sinh viên tốt nghiệp cũng ở trong đội; nghiên cứu đã đưa ra năm luận án, với hai trong số đó.
Nguồn gốc: MIT News Release
