Τρίτη, 16 Φεβρουαρίου 2010

To Πείραμα πέτυχε θερμοκρασία 4 τρισ. βαθμών Κελσίου που είναι η υψηλότερη στο σύμπαν

Αμερικανοί επιστήμονες κατάφεραν για πρώτη φορά να δημιουργήσουν σε εργαστηριακό πείραμα, τη μεγαλύτερη θερμοκρασία που έχει ποτέ μετρηθεί στο σύμπαν, μετά το Μπινγκ Μπανγκ.

Η θερμοκρασία που επιτεύχθηκε είναι περίπου 250.000 χιλιάδες φορές μεγαλύτερη από αυτήν που επικρατεί στον πυρήνα του ήλιου και, σύμφωνα με τους ερευνητές, πρόκειται για την πιο καυτή ύλη που έχει ποτέ δημιουργηθεί σε εργαστήριο. Η θερμοκρασία ήταν τόσο υψηλή (4 τρισεκατομμύρια βαθμοί Κελσίου), που επέτρεψε να διασπαστεί η ύλη στο είδος εκείνο της αρχέγονης "σούπας", η οποία υπήρχε λίγα απειροελάχιστα χιλιοστά του δευτερολέπτου μετά τη γέννηση του σύμπαντος.

Το επίτευγμα πραγματοποιήθηκε στο Εθνικό Εργαστήριο Μπρουκχέιβεν του υπουργείου Ενέργειας των ΗΠΑ, στη Ν.Υόρκη, με επικεφαλής τον πυρηνικό φυσικό Στίβεν Βίγκντορ, και το αποτέλεσμά του παρουσιάστηκε σε συνέντευξη στην Αμερικανική Φυσική Εταιρία. Αν και το πείραμα κράτησε πολύ λίγο (λιγότερο από ένα δισεκατομμυριοστό ενός τρισεκατομμυριοστού του δευτερολέπτου), δημιούργησε μεγάλη έξαψη στη διεθνή επιστημονική κοινότητα, που θα το μελετά για χρόνια, ώστε να κατανοήσει καλύτερα πώς δημιουργήθηκε το σύμπαν.

Η θερμοκρασία ήταν τόσο μεγάλη που έλιωσαν τα πρωτόνια και τα νετρόνια, δημιουργώντας μια "σούπα' από υποατομικά σωματίδια (πλάσμα κουάρκ και γλουονίων). Οι επιστήμονες αναζητούν ανεπαίσθητες ανωμαλίες, που μπορεί να εξηγήσουν πώς και γιατί ξεπήδησε η αρχική ύλη μέσα από αυτή την πρωτογενή καυτή "σούπα' σωματιδίων. Παράλληλα, η έρευνά τους μπορεί να έχει πρακτικές εφαρμογές σε νέους τομείς όπως η "σπιντρονική", που στοχεύει στην κατασκευή μικρότερων, ταχύτερων και ισχυρότερων υπολογιστών.

Οι Αμερικανοί φυσικοί χρησιμοποίησαν έναν κυκλικό επιταχυντή βαρέων ιόντων (Relativistic Heavy Ion Collider - RHIC), μήκους περίπου 4 χλμ., που βρίσκεται σε βάθος 4 μέτρων στο Άπτον της Νέας Υόρκης. Επιτάχυναν σχεδόν στην ταχύτητα του φωτός και προκάλεσαν από αντίθετες κατευθύνσεις δισεκατομμύρια συγκρούσεις ιόντων χρυσού, σε θερμοκρασίες που έφτασαν τα 4 τρις. βαθμούς Κελσίου. Συγκριτικά, η θερμοκρασία στον πυρήνα ενός σούπερ-νόβα τύπου 2 εκτιμάται ότι είναι μόλις 2 δισ. βαθμοί, το κέντρο του ήλιου μας έχει θερμοκρασία 15 εκατ. βαθμών, το σίδηρο λιώνει στους 1.800 βαθμούς, ενώ η μέση θερμοκρασία στο σύμπαν είναι σήμερα περίπου 0,7 βαθμοί πάνω από το απόλυτο μηδέν.

Η ομάδα του Βίγκντορ πιστεύει ότι πέτυχε να αναπαράγει τη στιγμή ακριβώς πριν η "σούπα" κουάρκ-γλουονίων συμπυκνωθεί σε αδρόνια, τα σωματίδια της ύλης που αποτελούν το μεγαλύτερο μέρος του σύμπαντος. Κάτι συνέβη σε κλάσματα του δευτερολέπτου μετά το "Μπινγκ Μπανγκ" (πριν από 13,7 δισ. χρόνια) και υπήρξε μια ανισορροπία, η οποία ευνόησε την ύλη σε σχέση με την αντι-ύλη. Αν δεν είχε υπάρξει αυτή η "ανωμαλία", η ύλη και η αντι-ύλη θα είχαν αλληλεπιδράσει μεταξύ τους και θα είχαν σχηματίσει ένα σύμπαν από καθαρή ενέργεια και μόνο - χωρίς ύλη. Αντίθετα, σταδιακά η ύλη ψυχράνθηκε και σχημάτισε πρωτόνια και νετρόνια, για να δημιουργήσει τον κόσμο γύρω μας.

Μέσα στο 2010, οι φυσικοί του Μεγάλου Επιταχυντή Αδρονίων του CERN στα γαλλο-ελβετικά σύνορα πρόκειται να φέρουν σε σύγκρουση μεταξύ τους ακόμα βαρύτερα ιόντα σε ακόμα υψηλότερες θερμοκρασίες και έτσι να αναπαράγουν ακόμα πιο αρχέγονες στιγμές (αν όρος "στιγμή" έχει κάποιο νόημα εν προκειμένω) μετά το πρωταρχικό "Μπινγκ Μπανγκ".


Science Daily