Atskleistos naujos pirmõsios Didžiojo Sprogimo mikrosekundės detalės

Kopenhagos universiteto tyrėjai aiškinosi, kas nutiko su ypatingo tipo plazma — pačia pirmąja mūsų vistos materija — per pirmąją Didžiojo Sprogimo mikrosekundę. Jų atradimai pateikia dar vieną mūsų regimos visatos evoliucijos dėlionės detalę.

Prieš maždaug 14 milijardų metų karštesnė ir tanki Visata ėmė radikaliai plėstis – šį procesą mokslininkai vadina „Didžiuoju Sprogimu“.

Ir nors žinome, kad šis greitas plėtimasis sukūrė daleles, atomus, žvaigždes, galaktikas ir mums pažįstamą gyvybę, kaip būtent tai nutiko, vis dar nežinoma.

Nauja Kopenhagos universiteto mokslininkų atlikta studija atskleidžia, kaip visa tai prasidėjo.

„Tyrinėjome kvarkų-gliuonų plazmą, vienintelę materiją, egzistavusią pirmąją DS mikrosekundę. Mūsų rezultatai pasakoja unikalią plazmos vystymosi ankstyvojoje visatos vystymosi stadijoje istoriją,“ paaiškina Kopenhagos universiteto Nielso Bohro instituto asoc. prof. You Zhou.

„Iš pradžių plazmą, sudaryta iš kvarkų ir gliuonų, atskyrė karštos visatos plėtimasis. Tuomet kvarkų dalis reformavosi į vadinamus hadronus. Iš trijų kvarkų susidaro hadronas – protonas, kuris yra atomų branduolių dalis. Šie branduoliai yra statybiniai blokai, sudarantys Žemę, mus ir Visatą,“ prideda jis.

Nuo takaus ir glotnaus prie tvirtų statybinių gyvybės blokų

Kvarkų-gliuonų plazma (QGP) gyvavo pirmąją 0,000001 sekundės nuo DS pradžios, o paskui dėl plėtimosi išnyko. Bet naudodami CERN LHC, tyrėjai sugebėjo atkurti šią pirmąją materiją ir atsekti, kas jai nutiko.

„Greitintuvas plazmos jonus sutrenkia labai dideliu – beveik šviesos – greičiu. Taip galime išvysti, kaip iš QGP materijos išsivystė atomų branduoliai ir statybiniai gyvybės blokai,“ sako You Zhou.

„Be Didžiojo hadronų greitintuvo naudojimo, tyrėjai sukūrė algoritmą, kuriuo galima analizuoti daugiau sukurtų dalelių iš karto, nei buvo įmanoma kada nors anksčiau. Jų rezultatai rodo, kad QGP buvo takaus skysčio formos ir nuo kitos materijos skiriasi nuolat keičiama forma.

„Mokslininkai ilgai galvojo, kad ši plazma buvo kaip dujos, bet mūsų analizė naujausią matavimą, kuomet LHC parodė, kad QGP buvo takus ir jo glotni ir švelni struktūra priminė vandenį. Naujos mūsų pateikiamos detalės – ši plazma ilgainiui keitė formą, o tai gan netikėta ir skiriasi nuo visų kitų žinomų materijos formų ir to, ko tikėjomės,“ sako You Zhou.

Žingsniu arčiau prie tiesos apie Didįjį Sprogimą

Nors tai gali atrodyti kaip nereikšminga smulkmena, tačiau priartina mus prie Didžiojo Sprogimo mįslės įminimo, ir supratimo, kaip visata vystėsi pirmąją mikrosekundę, pabrėžia jis.

„Kiekvienas atradimas yra plyta kelyje, artinančiame prie tiesos apie Didįjį Sprogimą. Trukome maždaug 20 metų išsiaiškinti, kad kvarkų-gliuonų plazma prieš tapdama hadronais ir statybiniais gyvybės blokais, buvo taki. Tad, naujos žinios apie nuolat kintantį šios plazmos elgesį mums yra didelis proveržis,“ apibendrina You Zhou.

University of Copenhagen – Faculty of Science
scitechdaily.com

Nuoroda: „Measurements of mixed harmonic cumulants in Pb–Pb collisions at TeV“ by ALICE Collaboration, 11 May 2021, Physics Letters B.
DOI: 10.1016/j.physletb.2021.136354
Šis tyrimas buvo neseniai publikuotas Physics Letters B žurnale. Jį atliko You Zhou drauge su Zuzana Moravcova, kuri yra Kopenhagos universiteto Nielso Bohro instituto PhD..