Mức độ tương tác giữa các quark trong va chạm vàng-vàng lỏng. Tín dụng hình ảnh: RHIC Bấm để phóng to
Sử dụng các va chạm tốc độ cao giữa các nguyên tử vàng, các nhà khoa học nghĩ rằng họ đã tái tạo một trong những dạng vật chất bí ẩn nhất trong vũ trụ - plasma quark-gluon. Dạng vật chất này đã có mặt trong một phần triệu giây đầu tiên của Vụ nổ lớn và vẫn có thể tồn tại ở lõi của những ngôi sao dày đặc, xa xôi.
Giáo sư vật lý UC Davis Daniel Cebra là một trong 543 cộng tác viên của nghiên cứu. Vai trò chính của anh là chế tạo các thiết bị nghe điện tử thu thập thông tin về các vụ va chạm, một công việc mà anh so sánh với việc khắc phục sự cố 120.000 hệ thống âm thanh.
Bây giờ, bằng cách sử dụng các máy dò đó, chúng tôi tìm kiếm các xu hướng trong những gì đã xảy ra trong vụ va chạm để tìm hiểu xem plasma quark-gluon là như thế nào, ông nói.
Chúng tôi đã cố gắng làm tan chảy neutron và proton, các khối xây dựng của hạt nhân nguyên tử, thành các quark và gluon cấu thành của chúng. Chúng tôi cần rất nhiều nhiệt, áp suất và năng lượng, tất cả được tập trung trong một không gian nhỏ.
Các nhà khoa học đã tạo ra những điều kiện phù hợp với sự va chạm trực diện giữa hạt nhân của các nguyên tử vàng. Huyết tương quark-gluon thu được kéo dài một thời gian cực kỳ ngắn - chưa đến 10-20 giây, Cebra nói. Nhưng vụ va chạm đã để lại dấu vết mà các nhà khoa học có thể đo lường được.
Công việc của chúng tôi giống như tái thiết tai nạn Chúng tôi thấy các mảnh vỡ từ một vụ va chạm và chúng tôi xây dựng thông tin đó trở lại các điểm rất nhỏ.
Quark-gluon plasma được cho là hoạt động giống như một chất khí, nhưng dữ liệu cho thấy một chất giống như chất lỏng hơn. Plasma ít bị nén hơn dự kiến, điều đó có nghĩa là nó có thể hỗ trợ lõi của các ngôi sao rất dày đặc.
Nếu một ngôi sao neutron trở nên đủ lớn và đậm đặc, nó có thể trải qua giai đoạn quark hoặc nó có thể sụp đổ thành một lỗ đen. Để hỗ trợ một ngôi sao quark, plasma quark-gluon sẽ cần độ cứng. Bây giờ chúng tôi hy vọng sẽ có những ngôi sao quark, nhưng chúng sẽ khó học. Nếu chúng tồn tại, chúng sẽ bán vô cùng xa.
Dự án được lãnh đạo bởi Phòng thí nghiệm quốc gia Brookhaven và Phòng thí nghiệm quốc gia Lawrence Berkeley, với các cộng tác viên tại 52 tổ chức trên toàn thế giới. Công việc đã được thực hiện trong Máy gia tốc ion nặng tương đối Brook Brookline (RHIC).
Nguồn gốc: Bản tin UC Davis
