האם היקום המוקדם היה נוזלי? בעזרת האצת קסנונים, חוקרים מאוניברסיטת קופנהגן ומהמאיץ ההדרוני הגדול הראו ש "המרק הקדום" שמילא את היקום בראשית קיומו בעל תכונות נוזליות
פיזיקאים מהמכון על שם נילס בוהר באוניברסיטת קופנהגן יחד עם חוקרים מהמאיץ ההדרוני בג'נבה פרסמו תגלית מעניינת על היקום המוקדם. כדי להוכיח את מסקנותיהם, החוקרים האיצו חלקיקי קסנון טעונים (אטומים טעונים עם גרעין "קטן" יותר) במקום יונים "רגילים". המפגשים העוצמתיים בין היונים יוצרים צפופיות גבוהות של אנרגיה וטמפרטורה לחלקיק השנייה ומשחזרים את התנאים בהם היקום המוקדם שרר. אם לדייק, טמפרטורת ההתנגשות עולה על מיליארד צלזיוס ונמשכת פחות מאלפית המיליארדית של המיליארדית השנייה (ובמדויק יותר, 10 בחזקת מינוס 22 השנייה). בתנאים אלו, הקווארקים שמרכיבים את האטומים מהם אנו בנויים והגלואונים שמדביקים אותם נמצאים ביחד במצב קוונטי מיוחד, במצב בו הם כאילו חופשיים. בטבע אנחנו לא מוצאים קווארקים חופשיים, כי להבדיל מהכח החשמלי או הכבידתי, ככל שמרחיקים קווארקים אחד מהשני, הכוחות בניהם מתחזקים. אז מה הכוונה ב"כאילו חופשיים"? בטמפרטורות כה גבוהות לקווארקים יש מספיק אנרגיה לנוע במרחב לכמה רגעים בחופשיות עד שהם נתפסים לרגע על ידי קווארק אחר ומיד שוב משתחררים. הזמן שמאפיין את תנועת הקווארקים קצר מאוד אבל מספיק כדי לאפיין את החומר להיות בפאזה (מצב) חדשה. המחקר החדש מראה שאותו מצב "סמי חופשי" יכול להיות מתואר כאילו הקווארקים והגלואונים היו נוזל, למעשה משוואות התנועה ההידרו-דינאמיות תקפות במקרה זה.
כיצד לתאר את רגע הבריאה
לדברי זו, פוסט דוקטורט ממכון נילס בוהר, "אחד האתגרים המרכזיים בהתנגשויות יונים כבדים מגיע מהעובדה שרק המצב הסופי של אותם יונים זמין למדידה. עם זאת, אנחנו מעוניינים יותר לדעת מה התרחש בתחילת ההתנגשות וכמה רגעים אחריה. באמצעות שיטות חדשות ועוצמתית הצלחנו כעת להעריך את התכונות של "טיפה" מהיקום המוקדם שאותה ייצרנו במעבדה". החוקרים מהמכון ומהמאיץ השתמשו בכלים ניסווניים לתיאור מרחבי של אותה פלזמה קווארקית גלואונית ובכך הצליחו לחלץ את צורת הטיפה שנוצרה ותכונותיה. בעזרת ההבחנה שצפיפות החלקיקים משתנה בזווית ההסתכלות החוקרים הצליחו לתאר את הגיאומטריה ההתחלתית של ההתנגשות, למדוד את תכונות הקווארקים, ולמדוד את צמיגות הפלזמה הקווארקית- גלואונית. הצמיגות מאפיינת כיצד החומר זורם, ולטענת זו זוהי אחת התכונות החשובות למדוד עבור הפלאזמה. בעזרת הצמיגות אפשר להראות כמה הקווארקים והגלואונים קשורים אחד בשני. כמו למשל בדבש או דבק נוזלי, ככל שהקשרים פנימיים (בין המולקולות) חזקים יותר, החומר נהיה יותר ויותר צמיג.
"בעזרת האצת קסנונים הוספנו לתיאוריה כמה תנאים מגבילים מאוד. לא משנה אם מדובר ביונים של קסנון או בעופרת, הניסוי צריך להפיק את אותה תוצאה. אם מופיעה צמיגות כזו או אחרת באחד מהניסויים, היא צריכה להופיע בכולם". כעת, בזכות הניסוי החדש ניתן למדוד תכונות נוספות ומעניינות של אותו "מרק קדום" יותר בקלות. החוקרים מקווים שיוכלו להאיץ גרעינים נוספים, אך זאת תדרוש מהמאיץ בג'נבה שדרוגים משמעותיים.
עוד בנושא באתר הידען: