Proton-Size Droplets of Primordial Soup May Be the Tiniest in the Universe

Исследователи создали то, что может быть мельчайшие капельки жидкости во Вселенной, в первобытном бульоне это триллионы градусов и виляет вокруг почти со скоростью света.
Кредит: От Shutterstock

Разбив частицы вместе, физиков, которые могли быть созданы мельчайших капель жидкости во Вселенной — Протон-размера шарика горячего, первичный бульон.

Этот суп частица-это кварк-глюонная плазма, жидкость, которая заполнила космос в течение первых микросекунд после Большого Взрыва. Это в триллионы градусов, и почти без трения, он виляет на скорости, близкой к скорости света.

«Это самый экстремальный жидкости, что мы знаем», — сказала Жаклин ди-Норонья-Hostler, физик-теоретик из Университета Рутгерса в Нью-Джерси. [5 неуловимых частиц после бозона]

Физики столкнулись частиц, чтобы создать этот первичный бульон раньше, и некоторые эксперименты показали, что в некоторых коллизий производить капельки, как малые, как протоны. В новой работе, опубликованной декабря. 10 в журнале Nature физики, физики из пионерских высокой энергии ядерного взаимодействия эксперимента (Феникс) сообщил, что может быть наиболее убедительных доказательств того, что такие капли могут быть настолько крошечным.

«Это действительно нас переосмыслить наше понимание взаимодействий и условия такого рода потока капель», — сказал Джейми Нэгл, физик из Университета Колорадо в Боулдере, которые проанализировали данные в ходе последних экспериментов. Результаты могут помочь физикам лучше понять кварк-глюонной плазмы в ранней Вселенной и в природе жидкостей.

«Это означает, что мы должны переписать наши знания о том, что значит быть жидкость,» ди-Норонья-Hostler, который не был частью нового эксперименты, рассказал Живой науки.

Эксперименты проводились на релятивистском коллайдере тяжелых ионов (на RHIC) в Брукхейвенской национальной лаборатории в Нью-Йорке, где физики создали первый кварк-глюонной плазмы в 2005 году хлопнув атомных ядер вместе. Кварк-фундаментальная частица, которые составляют протоны и нейтроны, которые в свою очередь составляют атомные ядра. Глюоны являются силой, несущих частицы, которые удерживают вместе кварки в протон или нейтрон через сильное ядерное взаимодействие, одно из фундаментальных сил природы.

Ранее физики предполагали капли кварк-глюонной плазмы должна быть относительно большой, ди-Норонья-Hostler сказал. По капле течь, как жидкости, думая пошел, этот предмет должен быть намного больше составляющих его частиц. Типичный капля воды, например, гораздо больше, чем его собственные молекулы воды. С другой стороны, крошечный комок, скажем, три или четыре отдельные молекулы воды не вести себя как жидкость, исследователи думали.

Так, чтобы капли кварк-глюонной плазмы как можно больше, физиков на RHIC грохнул вместе большие атомные ядра, такие как золото, которые производят капли подобного размера — примерно в 10 раз больше, чем Протон. Но физики обнаружили, что, когда они сталкивались мелкие частицы, они неожиданно обнаружены оттенками Протон-размер капель жидкости — например, при столкновении протонов сделано на Большом адронном коллайдере близ Женевы.

Чтобы выяснить, являются ли эти крошечные капельки могут на самом деле существовать, физиков работает детектор Феникс на установках RHIC уволили протонов, дейтронов ядрами, каждое из которых содержит Протон и нейтрон, а гелий-3 ядер на ядер золота. Если этих столкновений образуются жидкие капли кварк-глюонной плазмы, ученые рассудили, капли могут иметь разные формы в зависимости от ядер золота нажмите. Наезд Протон создаст круглая капля; дейтрон будет производить эллиптической капли, и гелия-3 будет треугольная капля.

 

When scientists smashed gold nuclei with protons, deuteron nuclei and helium-3 nuclei, the collisions formed teensy, proton-sized droplets of quark-gluon plasma, the primordial soup thought to have formed microseconds after the Big Bang. The proton collisions formed round droplets, while the deuteron and helium-3 collisions formed elliptical and triangular droplets, respectively.

Когда ученые разбили ядрами золота с протонов, дейтронов и ядер гелия-3 ядра, столкновений образовали крошечный, Протон размера капли кварк-глюонной плазмы, в первобытном бульоне мысли, сформировали микросекунд после Большого Взрыва. Столкновения протонов образуется вокруг капли, в то время как дейтронов и гелия-3 столкновения образуется эллиптической и треугольной капель, соответственно.
Кредит: Хавьер Orjuela кооп, Университет штата Колорадо, Боулдер

Такая капелька будет жить только 100 миллиардов миллиардных долей секунды раньше, чем сильная жара может вызвать капли, чтобы расширить так быстро, что она взорвалась в потоке других частиц.

 

Измеряя эти обломки частиц, исследователи восстановили оригинальный капель. Они искали эллиптической и треугольной формы в каждом из трех типов столкновений, сделав всего шесть измерений. Эксперименты продолжались несколько лет, и в конце концов, исследователи обнаружили явные формы, предполагая, что столкновения не было создано Протон-размер капель.

«С полным набором из шести измерений, трудно для того чтобы быть другое объяснение, кроме капель картину,» Нэгл сказал Живая Наука.

Хотя результаты являются убедительными, ди-Норонья-Hostler сказала, что она не полностью уверены. Исследователи все еще нуждаются в улучшении измерений струй, возникающих от столкновения частиц. Если мельчайшие капельки жидкости, сделал форму, воздействие между ядрами золота и протоны, дейтроны, или heilum-3 должно быть произведено высокоскоростных частиц, которые образуются струи, которые затем взорвали через недавно созданную кварк-глюонной капель. Как струи пронеслись сквозь жидкость, он потерял бы энергию и замедляется, как пуля при прохождении сквозь воду.

Но пока замеры показывают, что Джетс не теряет столько же энергии, как и предсказывали. Будущих экспериментов, таких как модернизированная версия Феникс, который планируется запустить в 2023 году, должны помочь физикам лучше понять, что происходит и определить, будут ли такие мелкие капельки могут существовать, ди-Норонья-Hostler сказал.

  • Самых больших неразгаданных тайн в физике
  • Большого Взрыва до цивилизации: 10 удивительных событий происхождения
  • Что это? Ответы На Ваши Вопросы Физики

Первоначально опубликовано на прямую науки.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *