Búcsúzik egy tudományos műhely: megmérték, milyen forróság volt az ősrobbanást követő pillanatban
Most először fordult elő, hogy elektron-pozitron párok segítségével sikerült megmérniük ennek az anyagnak a hőmérsékletét.
Az ELTE fizikusai is részt vettek abban a nagyszabású kísérletben, amelynek keretében sikerült megmérni a valaha létrehozott legforróbb anyag, az univerzum születése utáni pillanatokban is jelenlevő kvark-gluon plazma hőmérsékletét, ami 220 ezerszer forróbb lehetett még a Nap 15 millió fokos középpontjánál is.
Az ELTE közleménye szerint a kísérletet a Brookhaven Nemzeti Laboratórium Relativisztikus Nehézion-ütköztetőjében (RHIC), a STAR (Solenoidal Tracker at RHIC) detektorban végezték, ahol a kutatók arany atommagokat ütköztetnek közel fénysebességgel, így hozva létre az úgynevezett kvark-gluon plazmát. Ez a fizikusok szerint az Univerzum születése utáni pillanatokban is jelen lehetett, az ősrobbanás utáni első milliomod másodpercben.
Ezzel az anyaggal már régóta kísérleteznek, ám most először fordult elő, hogy elektron-pozitron párok segítségével sikerült megmérniük ennek az anyagnak a hőmérsékletét, fejlődésének korai és kései szakaszában egyaránt. Az eredményeket a Nature Communications folyóiratban tették közzé.
„Ez az eredmény azért nagyon fontos, mert ezt a hőmérsékletet az eddigiektől független módon sikerült megmérni, ráadásul a közeg hűlésének különböző időpillanataiban. Ez megnyitja az előtt is az utat, hogy a kvarkanyag létrehozásához szükséges ütközési energiát kísérletileg meghatározzuk” – mutat rá a kísérlet jelentőségére Csanád Máté, az ELTE RHIC-Magyarország csoportjának vezetője, aki a most megjelent STAR-cikk és az analízis ellenőrzésében is részt vett, mint a kísérlet által felkért belső bíráló.
A szakember hozzáfűzi: az ELTE-s kutatócsoport tagjai (Nagy Márton, Kincses Dániel és diákjaik) régóta részt vesznek a STAR kísérlet adatainak felvételében, valamint az ELTE kutatóinak fontos feladata az adatok elemzése, különös tekintettel a femtoszkópiai mérésekre.
A kvark–gluon plazma az anyag azon állapota, amely közvetlenül az Univerzum születése után volt jelen. Ekkor minden olyan forró és sűrű volt, hogy sem az atomok vagy az atommagok, sem építőköveik, a protonok és neutronok nem tudtak kialakulni. A Brookhaven Nemzeti Laboratórium hatalmas részecskegyorsítójában arany atommagokat ütköztetnek össze. Az ütközés pillanatában az atommagokban lévő protonok és neutronok „szétesnek”, így egy nagyon rövid időre létrejön ez az ősi anyagállapot, a kvark–gluon plazma.
A HUN-REN Wigner Fizikai Kutatóközpont és az ELTE kutatói és diákjai is hozzájárultak a CERN CMS kísérletének legújabb eredményéhez, amelyben először mutatták ki a maganyag plazmállapotának egyértelmű jelét kis atommagok ütközéseiben.
A kutatók ezt az apró, villanásnyi pillanatot próbálják megfigyelni, hogy minél többet megtudjanak arról, hogyan alakult az ősrobbanás utáni forró „kozmikus levesből” az a világ, amelyben ma élünk – vagyis hogyan kezdtek el a kvarkokból és gluonokból összeállni a protonok, neutronok, majd később az atommagok és az atomok.
A jövőt már egy másik kísérlet írhatja tovább, mivel az RHIC STAR kísérlet ezzel a különleges eredménnyel búcsúzik: 25 év működés után leállítják a laboratóriumot, hogy helyén elkezdhessék az Elektron–Ion Ütköztető építését, mely a tervek szerint 2030-ban készülhet el, hogy tovább kutassa az anyag és az Univerzum titkait.
