جزئیات گزارش دانشمندان سرن - اکتشافات جدید درباره ماده نخستین جهان

دانشمندان چهار آزمایش بزرگ که در برخورد دهنده بزرگ هادرون در سرن انجام می شود روز دوشنبه در کنگره سالانه "کوارک" گزارشی از نتایج تحقیقاتی را که تا پایان سال 2010 در خصوص ماده نخستین جهان به دست آورده بودند را به صورت جامع ارائه کردند.

به گزارش خبرگزاری مهر، روز دوشنبه 23 می، فیزیکدانان شورای تحقیقات هسته ای اروپا (سرن) در ژنو سوئیس در "آنسی" فرانسه گردهم آمدند و نتایج تحقیقاتی را که تا پایان سال 2010 از برخورد میان یونهای سنگین در بزرگترین برخوردهنده ذرات در دنیا به دست آورده بودند را در کنگره سالانه "کوارک" ارائه کردند.

ماده نخستین تحت حاکمیت قوانین متنوع تری بوده است

در ماده ای که می شناسیم آجرهای سازنده ماده که پروتونها و نوترونها نامیده می شوند اسیر شده و در داخل هسته های اتمها نگه داشته می شوند، اما در ماده نخستین این پدیده بسیار متفاوت بوده است. به طوریکه آجرهای سازنده ماده نخستین که کوارک و گلوئن نام دارند آزاد بوده اند و در شرایطی قرار داشتند که فیزیکدانان آن را "پلاسمای کوارک و گلوئن" می نامند.

تاکنون دانشمندان اطلاعات کمی از این ماده نخستین در دست داشتند اما می دانستند که این ماده تحت حاکمیت قوانینی فیزیکی متفاوتی از قوانین فیزیک امروز قرار داشته است. اکنون دانشمندان سرن با استفاده از برخورد دهنده بزرگ LHC توانستند اطلاعاتی تجربی از این ماده نخستین را به دست آورند.

"رالف هییور"، مدیر کل سرن در این خصوص اظهار داشت: "این اطلاعات جدید، دانشمندان را با دقت قابل توجهی به درک بهتر جهان نخستین رهنمون می کنند."

"پائولو جوبلینو"، مدیر کل پروژه آلیس، یکی از چهار آزمایش بزرگ در برخورد دهنده بزرگ هادرون گفت: "ما از این تعداد بسیار زیاد رصدهایی که قادرند تئوریهای جدیدی را ارائه کنند بسیار هیجان زده ایم. بی شک، هزاران ذره ایجاد شده توسط هر برخورد، برای درک بهتر ترکیب ماده نخستین جهان یا همان پلاسمای کوارک و گلوئنها از اهمیت ویژه ای برخوردارند."

"گوئیدو تونلی"، مدیر کل پروژه Cms نیز در خصوص رصدهایی که در سال 2010 انجام شد توضیح داد: "بی هیچ تردیدی این کشف، ردپای یک حالت جدید ماده است. این نتایج نشان می دهند که ما درحال ورود به عصر جدیدی از مطالعات با دقت بالا درباره واکنشهایی هستیم که با بالاترین سطح انرژی در ماده رخ می دهند."

شکار ماده نخستین جهان 40 سال قبل آغاز شد

در ماده نخستین جهان که بلافاصله پس از بیگ بنگ (انفجار بزرگ) تولید شده است، ذرات در شرایط بینهایت قرار داشتند و از قوانین متفاوت از قوانین امروز پیروی می کردند.

وجود این حالت ویژه از ماده حدود 40 سال قبل پیش بینی شد. برپایه این نظریه، در ماده معمولی جهان که از آن سیارات، ستارگان و انسان به وجود آمده اند ذراتی چون کوارک و گلوئن ها در هسته اسیر بودند اما در دمای دهها هزار میلیارد درجه و زیر یک فشار بینهایت بالا که بلافاصله پس از بیگ بنگ ایجاد شد هسته ها دیگر نتوانستند در حالت فشرده باقی بمانند و بنابراین آزادانه در پلاسما به حرکت درآمدند.

در سال 2010 در سه آزمایش از چهار آزمایشی که در برخورد دهنده بزرگ هادرون انجام می شود این حالت از ماده که پلاسمای کوارک و گلوئن (Qgp) نام دارد مشاهده شد.

حدود 15 سال قبل، شتابگر Super Proton Synchrotron (فوق تقویت کننده پروتون) در سرن برای اولین بار نشان داد که امکان ایجاد پلاسمای کوارک و گلوئن در آزمایشگاه وجود دارد.

اطلاعات بیشتر در این مورد را شتابگر آمریکایی "برخورددهنده یونهای سنگین نسبیتی" (RHIC) در لابراتوارهای ملی بروکهوون، در سال 1999 ارائه کرد.

امروز، برای اولین بار فیزیکدانان می توانند برپایه اطلاعات تجربی واقعی درباره ماده نخستین جهان بلافاصله پس از بیگ بنگ، صحبت کنند و به همین علت نتایجی که در سال 2010 در برخورد دهنده بزرگ هادرون در سرن به دست آمد از اهمیت بالایی برخوردارند.

در زمان انتشار اولیه نتایج آزمایشاتی که سال گذشته در LHC انجام شد، پائولو جوبلینو به مهر توضیح داد: " کاری که ما انجام می دهیم تولید یک حالت از ماده بی نهایت فشرده و گرم در دمای 1700 میلیارد درجه است یعنی 100 هزار برابر بیش از دمای مرکز خورشید. هدف از تحقیقات ما مطالعه این است که این ذرات عادی که دنیای ما را می سازند چگونه از یک پلاسما تشکیل می شوند. این فرایندی است که جهان نخستین از آن عبور کرده است. درحقیقت ما موفق شدیم دمای حدود 10 میلیونیم ثانیه پس از بیگ بنگ را دوباره ایجاد کنیم. جهان هر روز وسعت می یابد و خنک می شود. در چند میلیونیم ثانیه پس از بیگ بنگ جهان از شکل پلاسمای مرکب از ذرات "کوارک" و "گلوئن" به شکل "هادرونها" درآمده است. (همانطور که پروتونها و نوترونها هسته ها را ساخته اند)."