Új típusú anyagot állíthattak elő a nagy hadronütköztetőben
Új típusú anyagot állíthattak elő az Európai Nukleáris Kutatási Szervezet (CERN) nagy hadronütköztetőjében (LHC) a protonnyalábok és ólomionok ütköztetése során. A kísérletekről a Physical Review című folyóiratban jelenik meg tanulmány.
Amikor az óriási sebességgel száguldó részecskenyalábokat egymással ütköztetik, sok száz új részecske keletkezik. Az „újszülött” részecskék csaknem a fény sebességével száguldanak el az ütközés helyéről a legkülönfélébb irányokba.
A hadronütköztető gyűrű két legnagyobb detektorának egyikén, a CMS-en (Compact Muon Solenoid) kétmillió ólom-proton ütköztetés adatait elemezve a kutatók azt találták, hogy némely részecskepár „összehangoltan” távolodik a „karambol” helyétől – olvasható a PhysOrg tudományos hírportálon.
„Megmagyarázhatatlan módon a részecskék ugyanabban az irányban repültek, ám nem világos, hogy miként tudtak +egyeztetni+ egymással. Az eredmények megleptek minket” – hangsúlyozta Gunter Roland, a Massachusettsi Műszaki Egyetem (MIT) fizikaprofesszora, kinek csoportja irányította az ütközési adatok elemzését.
A MIT nehézioncsoportja ugyanezt a „mintázatot” figyelte meg proton-proton ütközések során két évvel ezelőtt, ahogy hasonló módon viselkedtek a részecskék, amikor az ólomionokat vagy más nehézelemeket (arany- vagy rézionokat) ütköztettek.
A nehézion-ütköztetések során elemi részecskékből, kvarkokból és gluonokból álló plazma, azaz „forró ősleves” keletkezik. Néhány milliomod másodperccel az ősrobbanás után, amikor a világegyetem igen kicsi térfogatú és rendkívül magas hőmérsékletű volt, a forróság következtében még a protonok és a neutronok is megolvadtak, kvarkokra, gluonokra bomolva.
Elméletileg már korábban feltételezték, hogy az ütköztetések során a kölcsönhatásban részt vevő rengeteg gluon egyfajta színes, üvegszerű kondenzátumot is alkothat (CGC, color glass condensate). Ez a „folyadékszerű” gluonhullám kényszerítheti szokatlan pályára némely részecskét.
Raju Venugopalan, a Brookhaveni Nemzeti Laboratórium vezető kutatója, aki nem volt részese az adott kísérleteknek, arra mutat rá, hogy bár a korreláció „nagyon parányi”, az effektus valamilyen alapvető jelentőségű dologra utalhat. „A gluonoknak és a kvarkoknak a protonon belüli térbeli elrendezéséről árulkodhat” – mondta.
A CMS-kísérlet résztvevői a proton- és ólomion-ütköztetéseket eredetileg csak egyfajta „referenciális” rendszer megalkotása céljából végezték, előkészítve az ólom-ólom ütköztetéseket. „Nem vártunk kvark-gluon plazmaeffektust” – magyarázta Gunter Roland.
A kísérletek csupán négy órán át tartottak, de januárban a CMS-csoport néhány héten át folytatja a proton-ólomütköztetéseket, amelyek során kiderülhet, hogy valóban létrehozható-e ily módon az új típusú anyag.
(InfoRádió / MTI – Gy. E.)
