Najvrelija supica na Zemlji

Nema tog tanjira, ni kašike kojom bi iko, čak i da se na takav suludi korak odvaži, posrkao zapanjujuće vrelu supicu! Ni u najsmelijim maštarijama ne bi poželeo da je kuša, čak i kada bi mogao da je opazi ili joj se na pristojnu razdaljinu približi.

Kolika joj je, dakle, temperatura?

Ni manje, ni više: četiri hiljade milijardi (četiri triliona) Celzijusovih stepeni!

Najvreliju mrvicu materije, ikada (veštački) stvorenu na Zemlji, zgotovili su još 2005. američki fizičari u svojoj „drobilici čestica” – podzemnom akceleratoru (RelativisticHeavyIonCollider, RHIC) u Nacionalnoj laboratoriji Brukhejven nadomak Njujorka. Tako su zavirili u najranije razdoblje postanja, samo dva milionita dela (mikro) sekunde posle „Velikog praska”, u kojem je – kako se naučno objašnjava – kosmos začet pre 13,7 milijardi godina. (Na početku toliko zgusnutog da se ceo sadržao u jednoj jedinoj tački, u delu prostora nulte zapremine i beskonačne zakrivljenosti.)

Sve je potrajalo nešto manje od milijarditog delića sekunde, kraće i od same pomisli da okom trepnete.

Subatomska kašica

Svojevrsna kašica od subatomskih čestica, koja nije premašila veličinu jednog protona (pozitivno naelektrisana čestica u jezgru atoma, prečnika oko 0,8 femtometara ili osam desetomilionitih delića milijarditog delića metra) i sastoji se od tri nerazdvojna kvarka – dva gornja i jedan donji), gotovo je 250.000 puta toplija nego što bi živa u termometru – kada biste ga volšebno zaboli u središte Sunca – pokazala!

U stručnom opisivanju takvo stanje naziva se kvark-gluonska plazma ili supa koja, zavisno od temperature, može da bude tečna ili gasovita.

Jedna na druge usmeravana su gotovo svetlosnom brzinom (99,995 odsto), u magnetnom prstenu jedva četiri kilometra dugačkom, jezgra zlata (naelektrisane čestice). I u tim strahovitim sudarima, na energijama od 200 gigaelektronvolti, protoni i neutroni (sastojci jezgra) mrvili su se i rastakali na svoje činioce – kvarkove, od kojih je, u sadejstvu s gluonima – nastajala plazma veoma nalik tečnosti. (Gluoni su čestice prenosioci jake sile i ponašaju se kao nesvakidašnji lepak koji kvarkove drži na okupu.) Tada je, inače, dvostruko premašena temperatura neophodna za razbijanje protona i neutrona. Kako je ona izmerena?

Postupak nije nimalo jednostavan, iako dotični podvig – u grubim crtama – najviše podseća na određivanje toplote istopljenog metala u bronzanoj posudi na osnovu boje i sjaja. Poznato je da takva otopina menja svoj izgled – od crvenog preko narandžastog do žutog, kada je i najviše zagrejana. Ali u „sudaraču čestica” to se ne može uočiti, zato što se zbivanja odigravaju izvan vidljivog dela spektra – u području gama-zračenja.

Stoga su fizičari podrobno raščlanili svetlosno isijavanje rasprskavajućih subatomskih čestica, a do procene temperature od četiri triliona Celzijusovih stepeni došli su upoređujući je s teoretskim proračunima za neobuzdano širenje (ekspanzija) plazme.

Religiozna pitanja

U drugom ogledu, u istoj mašini, potanko su proučili međudelovanje (interakcija) slobodnih kvarkova i izuzetno snažnog magnetnog polja (oko sto miliona milijardi gausa) koje se, upravo, javlja kao posledica razornog sudaranja jezgara zlata. Sačekalo ih je uzbudljivo iznenađenje. Kakvo? Kvarkovi i gluoni ispoljili su ogledalsku simetriju ili parnost, što oličava svojevrsnu sliku ravnoteže materije i antimaterije u kosmosu.

Teorijska promišljanja, potkrepljena matematičkim izračunavanjima, svojevremeno su obelodanila da je u prvim trenucima nastanka, kudikamo kraćim od jedne sekunde, u kosmosu bilo podjednako i materije i antimaterije koje su se – prema temeljnim zakonima fizike – poništavale (anihilirale) u razuzdanim energetskim rasprskavanjima (eksplozije). Ali, takoreći u magnovenju nakon „Velikog praska” prevladala je materija, zahvaljujući kojoj sve što vidimo postoji, pa i mi sami!

Fizičari su do sada ispitali ustrojstvo materije do milijarditog dela milijarditog delića metra. I šta su ustanovili? Kvarkovi materije su neznatno prevladali, a srazmera izgleda otprilike ovako: preostalo je trideset miliona i jedan kvark materije u odnosu na trideset miliona i antimaterije! Ali iz tog zanemarljivog ostatka uobličile su se galaksije, zvezde, planete i, svakako, ljudi.

Pronicanje u pomenuto narušenje simetrije trebalo bi da odvede naučnike do zagonetnog Higsovog bozona ili „Božje čestice” koja – kako se zamišlja – može da ukaže zašto jedne čestice imaju masu, a druge nemaju. A to je prevashodni zadatak tragača zaposlenih na „Velikom hadronskom sudaraču” u CERN-u pokraj Ženeve, najvećem i najmoćnijem akceleratoru (dostiže energiju sudara od sedam teraelektronvolti) ikad izgrađenom. Da li je to udica kojom će upecati neuhvatljivu zagonetku postanja?

Hteli – ne hteli naučnici se bliže pitanjima koja su „gotovo religiozna”, kako je to opisao čuveni kosmolog Andrej Linde.