물리학 자들은 Brookhaven National Laboratory에서 상대 론적 중이온 충돌체를 사용하여 3 가지 다른 형태의 쿼크-글루온 플라즈마 블로 브를 만들었습니다. 이 플라즈마는 빅뱅 이후 1 밀리 초 만에 우주를 가득 채운 이국적인 유형의 물질입니다.
(이미지 : © Javier Orjuela Koop)
빅뱅 이후 첫 번째로 2 분 동안, 우주는 양자와 중성자의 빌딩 블록이 될 아 원자 입자 인 쿼크와 글루온의 매우 뜨거운 "수프"에 지나지 않았습니다. 이제 138 억 년 후, 과학자들은 실험실에서이 원시 스프를 재생성했습니다.
뉴욕 업턴에있는 Brookhaven National Laboratory에서 상대 론적 중이온 충돌체를 사용하여 물리학 자들은 양자와 중성자의 서로 다른 조합을 함께 뭉개 서이 쿼크-글루온 플라즈마의 작은 방울을 생성했습니다. 이 충돌 중에 양성자와 중성자를 구성하는 쿼크와 글루온이 자유롭게 깨져 액체처럼 행동한다고 연구원들은 밝혔다.
연구자들이 함께 뭉친 입자들의 조합에 따라, 작은 액체 같은 플라즈마 구체는 세 가지 다른 기하학적 형태 중 하나를 형성했다 : 원, 타원 또는 삼각형. [이미지 : 빅뱅과 초기 우주로의 귀환]
이번 연구에 참여한 콜로라도 볼더 대학 (University of Colorado Boulder)의 물리학자인 제이미 나글 (Jamie Nagle)은“우리의 실험 결과는 우리가 존재할 수있는 가장 적은 양의 초기 우주 물질에 대한 질문에 대답하는 데 훨씬 더 가까워졌다”고 말했다.
쿼크-글루온 플라즈마는 2000 년 Brookhaven에서 연구원들이 금 원자핵을 파괴했을 때 처음 만들어졌습니다. 그런 다음 제네바의 Large Hadron Collider의 과학자들은 두 개의 양성자를 함께 뭉쳐서 플라즈마를 만들 때 기대에 부응했습니다. UC Boulder 관계자는 성명에서“대부분의 과학자들은 고독한 양성자가 유동성처럼 흐를 수있는 어떤 것도 만들 수있는 충분한 에너지를 공급할 수 없다고 가정했기 때문에 놀랐다.
Nagle과 그의 동료들은 작은 이물질을 만들어서이 이국적인 상태의 유체 특성을 테스트하기로 결정했습니다. 만약 플라즈마가 실제로 액체처럼 행동한다면, 작은 구체들은 그들의 모양을 유지할 수 있어야한다고 연구원들은 예측했다.
Nagle은 "진공으로 확장되는 두 방울이 있다고 상상해보십시오." "두 방울이 서로 가까이 있으면 확장 될 때 서로 닿아 서로 닿아이 패턴이 만들어집니다."
UC 볼더 관계자는 "즉, 두 개의 돌을 서로 가까운 연못에 던지면 충돌로 인한 잔물결이 서로 흘러 들어가 타원과 유사한 패턴을 형성하게된다"고 말했다. "데우 테론 (deuteron)이라고하는 양성자-중성자 쌍을 더 큰 무언가로 부 수면 같은 일이 일어날 수있다. 마찬가지로, 헬륨 -3 원자로도 알려진 양성자-중성자 삼중 수소는 비슷한 것으로 확장 될 수있다. "삼각형에."
빛의 속도에 근접한 서로 다른 양성자와 중성자 조합을 금 원자로 가려서 연구원들은 그들이 원하는 것을 정확하게 수행 할 수있었습니다. 쿼크-글루온 플라즈마의 타원 및 삼각형 모양의 얼룩을 만듭니다. 과학자들이 하나의 양성자를 금 원자로 분쇄했을 때 그 결과는 원시 스프의 원형 덩어리였습니다.
쿼크-글루온 플라즈마의이 짧은 수명의 액 적은 1 조 섭씨 온도에 이르렀다. 연구자들은 이러한 유형의 물질을 연구하면 이론가들이 우주의 최초 쿼크-글루온 플라즈마가 어떻게 밀리 초 이상 냉각되어 존재하는 최초의 원자를 낳는 지에 대해 더 잘 이해할 수 있다고 UC 볼더 관계자는 말했다.
이 연구 결과는 Nature Physics 저널에 12 월 10 일에 출판되었다.
