Relativistik Ağır İyon Çarpıştırıcısında (RHIC) gerçekleştirilen aşırı sıcak deneylerde enerji, madde ve güçlü nükleer kuvvetin etkileşiminin iyi anlaşıldığı düşünülüyordu. Ancak detaylı bir araştırma, fizikçilerin evrenin nasıl çalıştığına dair modellerinde bir şeyi gözden kaçırdıklarını ortaya çıkardı. Bulguları detaylandıran yeni bir makale Physical Review Letters dergisinde yayınlandı.
Bilim adamları, Relativistik Ağır İyon Çarpıştırıcısında, Büyük Patlama'dan bu yana görülmeyen sıcaklıkları yeniden yaratan aşırı sıcak deneyler yaptılar. Beklenmeyen sonuçlar fizikçileri hayrete düşürdü.
Bilim insanları, Relativistik Ağır İyon Çarpıştırıcısında, Büyük Patlama'dan bu yana görülmeyen sıcaklıkları yeniden yaratan aşırı sıcak deneyler yaptılar. Beklenmeyen sonuçlar fizikçileri hayrete düşürdü.
Evrenin doğuşunun ilk mikrosaniyesinden beri görülmeyen bir sıcaklık, bilim insanları tarafından yeniden yaratıldı ve olayın pek de bekledikleri gibi gelişmediğini keşfettiler.
Rochester Üniversitesi'nde fizik ve astronomi doçenti ve makalenin ortak yazarı Steven Manly, "Size bilimde gerçekten bir şeyler anlatmaya çalışan, beklemediğiniz şeylerdir" diyor. “Sıcak, yoğun ortamdaki etkileşimlerin temel doğası veya en azından tezahürü, bakıldığı açıya göre değişir. Nedenini bilmiyoruz. Yapbozun bazı yeni parçalarını teslim ettik ve biz sadece bu yeni resmin nasıl bir araya geldiğini anlamaya çalışıyoruz.”
Manly ve New York, Brookhaven'deki RHIC'deki PHOBOS deneyindeki işbirlikçileri, atomları birbirine bağlamaya yardımcı olan güçlü nükleer kuvvetin doğasını araştırmak istediler. "Kuark-gluon plazması” denen şeyi yaratmak için iki altın atomunu ışık hızına yakın hızlarda birlikte parçaladılar. Bu, sıcaklığın en sıcak yıldızların çekirdeklerinden on binlerce kat daha yüksek olduğu çok kısa bir durumdur.
Bu sıcak plazmadaki parçacıklar dışarı akar, ancak diğer parçacıklara çarpmadan olmaz. Bu biraz kalabalık bir odadan hızla çıkmaya benzer; yolunuza ne kadar çok insan çıkarsa kaçmak o kadar zor olur. Parçacıklar arasındaki etkileşimlerin gücü, güçlü kuvvet tarafından belirlenir, bu nedenle parçacıkların dışarı akmasını dikkatle izlemek, güçlü kuvvetin bu kadar yüksek sıcaklıklarda nasıl çalıştığı hakkında çok şey ortaya çıkarabilir.
Gözlemlerini basitleştirmek için, araştırmacılar dairesel altın atomlarını merkezden biraz uzakta çarpıştırdılar, böylece etki alanı yuvarlak değil, daha çok bir Amerikan futbol topu gibi şekillendi, her iki ucu da sivri. Bu, topun uçlarından birinden çıkan herhangi bir akan parçacığı, kenardan çıkan bir parçacıktan daha fazla sıcak ortamdan geçmeye zorlar. Sıcak maddenin kenarına karşı ucundan kaçan parçacıkların sayısındaki farklılıklar, o sıcak maddenin doğasına dair bir şeyler ve belki de güçlü kuvvetin kendisiyle ilgili bir şeyler ortaya çıkarabilir.
Ama onu bir sürpriz bekliyordu. Altın atomlarının tam olarak çarpıştığı yerde, parçacıkların futbol topunun uçlarından dışarı akması gerçekten de kenarlarından daha uzun sürdü, ancak tam çarpışma noktasından daha uzakta bu fark buharlaştı. Bu, destek değişmezliği adı verilen değerli bir teoriye meydan okudu.
Manly, “Bunu Stony Brook'taki bir konferansta ilk kez sunduğumuzda seyirciler buna inanamadı” diyor. 'Bu olamaz' dediler. Takviye değişmezliğini ihlal ediyorsunuz.' Ancak sonuçlarımızı bir yıldan fazla bir süredir gözden geçiriyoruz ve sonuç doğru.
Bulgular, bilim insanlarının fizik yapbozunun bir parçasını kaçırdığını ortaya çıkarmanın yanı sıra, bu çarpışmaları tam olarak anlamanın beklenenden çok daha zor olacağı anlamına geliyor. Fizikçiler artık yalnızca atomların başlangıçta çarpıştığı noktayı ölçemezler, artık plazmanın tüm uzunluğunu ölçmeleri ve iki boyutlu bir problemi üç boyutlu bir problem haline getirmeleri gerekir. Manly'nin dediği gibi, bu, araştırmacıların tasarlamaya çalıştıkları herhangi bir modelin "bilgisayar karmaşıklığını önemli ölçüde artırır.”
Bu tür çarpışmaları modellemek ve anlamak son derece önemlidir çünkü plazmanın soğuma şekli buharın duş kapısına karşı suya dönüşmesi gibi maddeye kütlesini veren mekanizmaya biraz ışık tutabilir. Kütlenin kendisinin nereden geldiği, onlarca yıldır fizikçilerin en büyük muammalarından biri olmuştur. Manly, kuark-gluon plazmasının neden bu şekilde davrandığını tam olarak anlayabilirsek, içinde yaşadığımız dünyanın bazı ilkeleri hakkında fikir edinebileceğimizi umuyor.
Kaynak: https://scitechdaily.com/unexpected-findings-in-little-big-bang-experiment-leaves-physicists-baffled/amp/