Araştırma, Einstein'ın özel görelilik teorisinden tahmin edilen gizemli bir madde biçimini daraltıyor. On yıldan fazla bir süreden sonra, dünyanın en büyük parçacık çarpıştırıcısındaki bilim adamları, onu bulma eşiğinde olduklarına inanıyorlar.
Ancak araştırmacılar, neredeyse hafif hızda bir araya getirilmiş parçacıkların patlamış bağırsaklarında arama yapmıyorlar.
Bunun yerine, Fransa ve İsviçre arasındaki sınırın yakınında yeraltına gömülü 17 mil (27 kilometre) bir halka olan Büyük Hadron Çarpıştırıcısı (LHC) fizikçileri, parçacıklar olduğunda ne olduğunu inceleyerek renkli cam kondensatı olarak adlandırılan eksik maddeyi arıyorlar. çarpışmayın, bunun yerine yakın özlemlerde birbirini yakınlaştırın.
Standart fizik modelinde, atomaltı parçacıkların hayvanat bahçesini tanımlayan teori, evrendeki görünür maddenin% 98'i gluon adı verilen temel parçacıklar tarafından bir arada tutulur. Bu uygun şekilde adlandırılmış parçacıklar, protonları ve nötronları oluşturmak için kuarkları birbirine yapıştıran kuvvetten sorumludur. Protonlar ışık hızına yakın hızlandırıldığında, garip bir fenomen ortaya çıkar: İçlerindeki gluon konsantrasyonu fırlar.
Kansas Üniversitesi'nde fizik ve astronomi doçenti olan Daniel Tapia Takaki, "Bu durumlarda, gluonlar daha düşük enerjili glikon çiftlerine ayrıldılar ve bu tür gluonlar daha sonra kendilerini ayırdılar." Dedi. "Bir noktada, protonun içindeki gluonların bölünmesi, gluonların çoğalmasının arttığı bir sınıra ulaşır. Böyle bir durum, renkli cam kondensatı olarak bilinir; enerji protonları ve ağır çekirdeklerde. "
Brookhaven Ulusal Laboratuvarı'na göre, kondens, yüksek enerjili çarpışmalarda parçacıkların nasıl oluştuğu veya maddenin parçacıklar içinde nasıl dağıldığı gibi birçok çözülmemiş fizik gizemini açıklayabilir. Bununla birlikte, varlığını doğrulamak bilim insanlarını on yıllardır atlattı. Ancak 2000 yılında, Brookhaven'ın Relativistik Ağır İyon Çarpıştırıcısındaki fizikçiler, renkli cam kondensatının var olabileceğine dair ilk işaretleri buldular.
Laboratuvar elektronlarından sıyrılan altın atomlarını bir araya getirdiğinde, çarpışmalardan akan parçacıklarda garip bir sinyal buldular, bu da atomların protonlarının gluonlarla sıkışmış olduğunu ve renkli cam kondensatını oluşturmaya başladığını ima etti. LHC'de ağır iyonların çarpışması ile yapılan başka deneylerde de benzer sonuçlar elde edilmiştir. Bununla birlikte, protonları göreceli hızlarda bir araya getirmek, atomaltı parçacıklar şiddetli bir şekilde patlamadan önce protonların iç kısımlarına kısa bir bakış verebilir. Protonların iç kısımlarını araştırmak daha yumuşak bir yaklaşım gerektirir.
Protonlar gibi yüklü parçacıklar yüksek hızlara hızlandırıldığında, güçlü elektromanyetik alanlar oluştururlar ve fotonlar veya ışık parçacıkları şeklinde enerji salarlar. (Işığın ikili doğası sayesinde, aynı zamanda bir dalgadır.) Bu enerji sızıntıları bir zamanlar parçacık hızlandırıcılarının istenmeyen bir yan etkisi olarak reddedildi, ancak fizikçiler bu yüksek enerjili fotonları kendi yararlarına kullanmanın yeni yollarını öğrendiler.
Protonlar kendilerini hızlandırıcıda birbirlerinin üzerine çırpıyorlarsa, bıraktıkları foton fırtınası foton üzerinde proton çarpışmalarına neden olabilir. Bu ultra-çevresel çarpışmalar, yüksek enerjili protonların iç işleyişini anlamanın anahtarıdır.
Tapia Takaki, yaptığı açıklamada, "Yüksek enerjili bir ışık dalgası bir protona çarptığında, protonu kırmadan parçacıklar üretir - her türlü parçacık". "Bu parçacıklar dedektörümüz tarafından kaydediliyor ve içindekilerin benzeri görülmemiş derecede yüksek kaliteli bir görüntüsünü yeniden oluşturmamıza izin veriyor."
Tapia Takaki ve bilim adamlarının uluslararası işbirliği şimdi zor renkli cam kondensini izlemek için bu yöntemi kullanıyor. Araştırmacılar, çalışmalarının erken sonuçlarını Avrupa Fiziksel Dergisi C'nin Ağustos sayısında yayınladılar. İlk kez, takım dolaylı olarak dört farklı enerji seviyesindeki gluonların yoğunluğunu ölçebildi. En üst düzeyde, renkli bir cam kondensatın oluşmaya başladığını gösteren kanıtlar buldular.
Deneysel sonuçlar "… protondaki gluon dinamikleri hakkında yeni bilgiler veren çok heyecan vericidir, cevaplanmamış birçok teorik soru var," Brezilya Federal Pelotas Üniversitesi fizik profesörü Victor Goncalves ve çalışmanın ortak yazarı, açıklamada söyledi.
Şimdilik, renkli cam kondensatının varlığı zor bir gizem olmaya devam ediyor.
