Космос у врелој супи

Каква је то нужда сколила уреднике чувеног научног часописа да по кратком поступку објаве један чланак?

„Физикал ривју летерс”, водећи у истоименој области, за краће од осам сати прихватили су да обелодане најсвежије налазе из „Великог хадронског сударача” (LHC), под окриљем Европског центра за нуклеарна истраживања (CERN) покрај Женеве (на размеђи Швајцарске и Француске).

Имајте на уму да су и Срби у то били умешани!

Да вас више не мучимо: истраживачи су завирили у најраније до сада раздобље после постанка космоса. У првих неколико милионитих делића секунде након „Великог праска” (Big Bang)! Из три од четири велика огледа (ATLAS, ALICE и CMS) истраживачи су стекли јединствен увид у понашање материје у трену који је незамисливо брзо уследио, у поређењу с којим је трептај свачијег истинска вечност (неколико десетина хиљада пута краће)!

Очаравајуће, зар не?

Непојмљиво узаврело рађање

Све што постоји и окружује нас, па и ми сами у свеколиком бескрају, настало је – према општеприхваћеном учењу – пре 13 милијарди и 750 милиона година. Својеврсни вештачки „велики прасак”, изазван сударањем честица (јона) олова убрзаним малтене брзином светлости (светлост је коначна брзина у космосу – око 300.000 километара у секунди), дочарао је услове у којима је 500.000 пута било топлије него у средишту Сунца. Непојмљиво узаврело рађање!

Шта се у том магновењу, у ствари, збило?

Одраније је познато да се сударима честица на веома високим енергијама (настају када једне друге погађају огромном брзином) материја појављује у необичном стању, названом кварк-глуонска плазма. Космос је у тим тренуцима био сувише врућ и набијен енергијом да је све то подсећало на незамисливо врелу супу.

Кваркови и глуони се, уосталом, згушњавају (кондензација) у крупније честице тек када температура довољно опадне. Како је изгледала ова несвакидашња каша?

Претпоставља се да су на самом почетку стварања универзума владале тако високе температуре да протони и неутрони, састојци језгра атома, а тиме и сама језгра, још нису постојали, објашњава академик Ђорђе Шијачки, наш водећи теоријски физичар. Уместо тога, био је испуњен материјом у другачијем стању од оног које данас видимо, а по аналогији с јонизованим гасом назива се – кварк-глуонска плазма. С потоњим хлађењем од кваркова и глуона уобличили су се протони и неутрони и, коначно, материја коју данас видимо.

У једном од четири велика детектора (ALICE), на којем сарађују и научници из Србије, вештачки су створили невероватно вруће и густе субатомске „ватрене куглице”, налик лоптастим муњама нашег Николе Тесле, али кудикамо мањим. Потврдили су, наиме, да је дотична супа била у виду течности мале густине или вискозности (својство да се опире промени положаја својих молекула). На основу тога се закључује: новостворени космос се у зачетку понашао као савршена течност (флуид).

На нешто нижим енергијама до сличног сазнања дошли су у Националној лабораторији Брукхејвен (САД). Многи познаваоци су изненађени, очекујући да ће у ЦЕРН-у пре искрснути плазма у облику гаса него течности.

Нова физика на помолу?

Једва да су се навршиле три седмице, а већ су поједине претпоставке у вези са условима у раном космосу одбачене. „Велики хадронски сударач” постао је задивљујућа „машина великог праска”. У остала два опита (CMS и ATLAS) опажено је шта се то збивало у првотној материји. Убрзо након судара јона олова, појавили су се млазеви кваркова и глуона из поменутог мајушног „великог праска”, на основу чега ће физичари сазнати у шта се преобратила та страхотна првобитна збрка (хаос).

Најновији налази су једва врх леденог брега будућих открића. Сударање честица на све вишим енергијама вратиће научнике у први милионити делић секунде космоса.

Да ли је на помолу нова физика?

Квантна хромодинамика, теорија нуклеарних сила, предвиђа да се у судару два тешка језгра, убрзана од веома високих енергија за врло кратко време, протони и неутрони „топе” (растачу) ослобађајући кваркове и глуоне који образују кварк-глуонску плазму. Истраживачи на АTLAS-у, међу којима су и из Србије, открили су карактеристичан сигнал који настаје у врелој и загрејаној материји, знатно снажнији (интензивнији) од свега до сада забележног, наглашава академик Ђорђе Шијачки.

Будућим проучавањем тог трага научници ће боље упознати ново стање материје, кварк-глуонску плазму, и дубље схватити јаку нуклеарну силу, једну од четири основне које владају у целокупној природи, а одговорној за формирање протона и неутрона.

Четири детектора-грдосије (ATLAS, CMS, LHCb и ALICE) смештена су на дубини од сто метара под земљом, од којих је последњи висок 16 и дугачак 26 метара, а тежи 10.000 тона. Сваке секунде забележи 1,2 гигабајта података (два CD-a), а на чврсти диск може да упише готово два милиона пута више, што премашује три милиона компакт-дискова! Да би се то прикупило, ваља даноноћно упослити 50.000 најсавременијих личних рачунара (PC).

Станко Стојиљковић