4 월 18 일 미국 물리 학회 (American Physical Society) 회의에서 4 명의 연구팀이보고 한 바에 따르면, 우주가 태어날 때 존재했던 물질을 재생하기 위해 노력하는 물리학 자들은 가스와 같은 것을 기대하고“완벽한”액체로 끝났다. 팀 중 하나는 MIT가 이끄는 것입니다.
“이 놀라운 결과는 우리가 전혀 새로운 것을보고 있다고 결론지었습니다. 예기치 않은 형태의 물질은 물질의 기본 속성과 [빅뱅] 직후 존재했던 조건에 대한 새로운 사고의 길을 열어주었습니다. ”연구의 주요 지지자 인 미국 에너지 국 과학 국장 인 Raymond Orbach는 말했다.
개별 분자가 무작위로 움직 인 일반 액체와는 달리, 새로운 물질은 입자 사이에서 높은 수준의 조화를 나타내는 패턴으로 움직이는 것처럼 보입니다. 변화하는 환경을 통해 이동하면서 하나의 개체로 반응하는 물고기 무리와 같은 것입니다. 유체 운동은 유체 역학 방정식으로 정의 된 것처럼 거의 "완벽합니다".
꿀을 한 번 흘린 다음 물을 한 번 흘려보세요. MIT 팀의 리더이자 프랜시스 프리드먼 물리학과 교수 Wit Busza는“물은 꿀보다 훨씬 쉽게 흐르고, 우리가 만든 새로운 액체는 물보다 훨씬 쉽게 흐르는 것처럼 보인다. 이 연구에 참여한 다른 MIT 교수는 물리학의 Bolek Wyslouch 교수와 Gunther Roland 부교수입니다.
Busza는 그 결과가 젊은 우주의 어느 시점에서 가스와 같은 형태의 물질이 존재한다는 것을 배제하지는 않지만, 데이터는 RHIC에서 생성 된 낮은 에너지 밀도에서 "달랐거나 더 흥미로운 것을 암시합니다" (상대론적인 중이온 충돌기)”
이 연구는 또 다른 놀라움으로 이어졌습니다. 예를 들어,“우리의 이론적 이해에는 반영되지 않은 데이터에는 우아함이 있습니다.”라고 Roland는 말했습니다.
우주의 탄생
빅뱅 이후 약 1 천만 분의 1 초의 물리학 자들은 우주가 약하게 상호 작용하는 물체, 쿼크 및 글루온으로 구성되어 궁극적으로 원자핵을 형성하고 우리가 알고있는 물질을 형성 할 것이라고 생각합니다.
따라서 지난 25 년 동안 과학자들은 훨씬 더 큰 원자 분쇄기를 만들어 그 가스 또는 쿼크-글루온 플라즈마를 재생성하기 위해 노력해 왔습니다. Busza는“핵심을 거의 빛의 속도로 가속하고 충돌을 일으킨다”고 말했다. "이러한 조건에서 플라즈마가 형성 될 것으로 예상됩니다." 현재의 결과는 교육청의 Brookhaven 국립 연구소에 위치한 상대 론적 중이온 충돌기에서 달성되었습니다.
RHIC는 직경 2km의 원형 튜브에서 금 핵을 가속화합니다. 네 곳에서 핵이 충돌하고, 그 장소 주변에서 과학자 팀이 데이터를 수집하는 탐지기를 만들었습니다. STAR, PHENIX, PHOBOS 및 BRAHMS의 4 가지 기기는 입자의 행동을 추적하고 분석하는 방식에 따라 다릅니다. APS 회의에서보고 된 작업은 4 개 장치 모두에서 처음 3 년간의 RHIC 결과를 요약 한 것입니다. 각 팀의 논문은 곧 Nuclear Physics A 저널에 실릴 예정입니다.
MIT는 미국, 폴란드 및 대만 간의 협업 인 PHOBOS의 주요 기관입니다. 이 장치의 개념을 개발 한 Busza는“우리는 매우 작습니다. “STAR와 PHENIX의 비용은 각각 약 1 억 달러이며 약 400 명의 직원이 있습니다. 우리는 천만 달러 미만의 비용으로 약 50 명의 직원을 보유하고 있습니다.”라고 그는 말했습니다. (BRAHMS도 작습니다.)
그럼에도 불구하고 PHOBOS 팀은 5 개의 RHIC 실험 중 3 번의 실험 결과에서 첫 번째 물리 결과를 얻었으며 4 분의 1로 묶었습니다. (5 번째 런은 여전히 분석 중입니다.)
이 러한 작업 중 하나에 대해 팀은 데이터를 수집하고 분석 한 후 5 주 내에 작업에 대한 논문을 제출했습니다. "이것은 고 에너지 물리학에서는 들어 본 적이 없다"고 Roland는 빠른 처리로 인정합니다. "그는 데이터에서 물리 추출을 관리 한 사람이었습니다."
무엇 향후 계획?
더 큰 RHIC 검출기는 계속해서 데이터를 수집하지만 PHOBOS는 폐기되었습니다. Busza는“비용-편익 관점에서 우리는 작은 실험에서 최대한 많은 지식을 추출했다고 생각합니다.
그래서 팀은 이제 미래를 찾고 있습니다. 회원들은 RHIC의 후임자 인 유럽에서 건설중인 LHC (Large Hadron Collider)에서 계속해서 연구하기를 희망합니다. 이 시설은 RHIC의 충돌 에너지의 30 배가 될 것이며, 이로 인해 과학자들은 우주가 태어날 때의 조건에 훨씬 더 가깝게됩니다. Busza는“LHC에서는 RHIC에서 배운 내용을 테스트 할 것입니다. "우리는 또한 새로운 놀라움, 아마도 더 큰 놀라움을 기대합니다"라고 결론을 내 렸습니다.
현재 PHOBOS에 참여하는 MIT 연구진은 Maarten Ballintijn, Piotr Kulinich, Christof Roland, George Stephans, Robin Verdier, Gerrit vanNieuwenhuizen 및 Constantin Loizides입니다. 6 명의 대학원생들도 팀에 있습니다. 이 연구는 이미 5 개의 논문을 발표했으며 2 개가 진행 중입니다.
원본 출처 : MIT 뉴스 릴리스
