Lille, kortvarige dråber af tidligt univers stof

Hvad var sagen som øjeblikke efter Big Bang? Partikler, der stammer fra de laveste energikollisioner af små partikler med store tunge kerner ved Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) kunne holde svaret. Forskere afslørede, at partiklerne udviser adfærd forbundet med dannelsen af ​​en suppe af kvarker og gluoner, byggestenene i næsten alt synligt stof. Disse resultater fra RHICs PHENIX-eksperiment tyder på, at disse småkollisioner kan producere små, kortvarige stofstumper, der efterligner det tidlige univers. Prikkerne giver indsigt i stof, der dannede sig for næsten 14 milliarder år siden, lige efter Big Bang.

Forskere byggede RHIC for at skabe og studere denne form for stof, kendt som kvark-gluonplasma. Imidlertid, de forventede oprindeligt kun at se tegn på kvark-gluonplasma ved meget energiske kollisioner mellem to tunge ioner, såsom guld. De nye fund tilføjer et voksende bevismateriale fra RHIC og Europas Large Hadron Collider om, at kvark-gluonplasma også kan dannes, når en mindre ion kolliderer med en tung ion. Eksperimenterne hjælper forskere med at forstå de betingelser, der kræves for at lave denne bemærkelsesværdige form for stof.

Ved semi-overlappende guld-guld-kollisioner ved RHIC, flere partikler kommer fra "ækvator" end vinkelret på kollisionsretningen. Dette elliptiske flowmønster, forskere mener, skyldes interaktioner mellem partiklerne med det næsten "perfekte"-hvilket betyder fritflydende-væskelignende kvark-gluonplasma, der er skabt i kollisionerne. De nye eksperimenter brugte lavere energier og kollisioner af meget mindre deuteroner (lavet af en proton og en neutron) med guldkerner for at lære, hvordan denne perfekte væskeadfærd opstår under forskellige forhold - specifikt ved fire forskellige kollisionsenergier. Korrelationer i den måde, hvorpå partikler opstod fra disse deuteron-guld-kollisioner, selv ved de laveste energier, matchede, hvad forskere observerede i de mere energiske store-ion-kollisioner.

Disse resultater understøtter ideen om, at der findes et kvark-gluonplasma i disse små systemer, men der er andre mulige forklaringer på fundene. Den ene er tilstedeværelsen af ​​en anden form for stof kendt som farveglas -kondensat, der menes at være domineret af gluoner. RHIC-forskere vil foretage yderligere analyser og sammenligne deres eksperimentelle resultater med mere detaljerede beskrivelser af både kvark-gluonplasma og farveglas-kondensat for at ordne dette.