| 0 |
|
Все, что мы знаем во Вселенной – планеты, люди, звезды, галактики, сила тяжести, материя и антиматерия, энергия и темная энергия – все датируется от катастрофического Большого взрыва. Хотя он длился доли секунды, область пространства размера одного протона значительно расширилась, сформировав начало нашей Вселенной.
Понимание того, что произошло в первые несколько микросекунд, является решающим для знания о том, как Вселенная стала такой, как мы ее видим сегодня. И наше понимание в большей степени формируется путем воссоздания тех самых событий, составлявших Большой взрыв, и изучения первобытного супа из фундаментальных частиц на очень ранней стадии Вселенной. Одним из лучших научных инструментов для этого является коллайдер тяжелых релятивистских ионов (RHIC) в Брукхейвенской национальной лаборатории. Туда приезжают более тысячи ученых со всего мира, чтобы изучить, как предполагают, поведение материи в первые микросекунды после Большого взрыва.
RHIC является коллайдером частиц и первой такой установкой, способной сталкивать с огромной силой тяжелые ионы. Подумайте о RHIC как о рыцарском ристалище длиной 2,4 км, где ионные пучки с противоположных концов мчаться навстречу друг к другу почти со скоростью света. Но вместо того, чтобы "выбить рыцаря из седла", это высокоскоростное столкновение сплавляет протоны и нейтроны ионов, освобождая кварки и другие частицы, чтобы рассеять их при взрыве подобно тому, как это произошло при Большом взрыве.
По мере того как первая материя начала создаваться после Большого взрыва, она проходила через ряд фаз, подобно тому, как пар конденсируется в воду, которая в конце концов замерзает по мере охлаждения, за исключением того, что вместо воды, вы получите первую распознаваемую материю во Вселенной – это горячий суп из кварков и глюонов. Хотя весь процесс происходил в течение долей секунды, были еще фазы материи в рамках этого процесса, которые ученые не понимают. RHIC изначально была единственной установкой в мире, способной воссоздавать условия окружающей среды и температуры, в которых материя может быстро изменять формы подобно тому, как и в микросекунды после Большого взрыва.
Внутри RHIC обычная материя стремится распасться на свои основные составные части с температурой более чем 100 000 раз горячее, чем в центре Солнца. Эта реакция позволяет ученым понять природу материи и как мы все появились.
«Исследователи на RHIC способны увидеть формы материи, которые получаются из кварков и глюонов в различных условиях, - сказал Пол Соренсен (Paul Sorensen), физик из RHIC. - Например, подумайте о тяжелых ионах, как о луке, но после реакции в этих условиях, лук превращается в миску французского лукового супа».
В дополнение к RHIC Управление науки Министерства энергетики США поддерживает исследования по изучению условий окружающей среды Большого взрыва на Большом адронном коллайдере (БАК), расположенном в ЦЕРН, Европейской организации ядерных исследований в Швейцарии. БАК позволяет изучать эти явления при несколько отличных температурных условиях от тех, что создаются в RHIC, в результате чего материя возвращается к своему первичному состоянию. В принципе, БАК может превратить французский луковый суп из горячего в обжигающий. С помощью коллайдеров ученые могут разделять частицы материи, которые связаны вместе. Эта взрывная реакция, которая расщепляет материю на ее изначальные элементы, является лучшим способом, чтобы понять свойства материи.
Результаты исследования на RHIC и БАК позволили много узнать о том, из чего мы сделаны и откуда мы пришли (и, как Вселенная делает французский луковый суп!).
RHIC используется для изучения перехода между обычным веществом, состоящим из адронов, и материей ранней Вселенной, известной как кварк-глюонная плазма
Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365
| 0 |
|
