آیا جهان اولیه واقعاً مانند یک سوپ چسبناک می‌چرخیده است؟

فیزیکدانان MIT و سرن با تحلیل داده‌های برخورددهنده بزرگ هادرونی، شواهد تجربی جدیدی یافته‌اند که نشان می‌دهد جهان در اولین لحظات پس از بیگ‌بنگ، حالتی شبیه به یک "سوپ" پلاسمایی فوق‌داغ و چسبناک داشته است. این ماده که پلاسمای کوارک-گلوئون نامیده می‌شود، به عنوان داغ‌ترین مایع شناخته شده، مانند یک سیال رفتار می‌کرده است.

ردیابی ردپای کوارک در سوپ داغ آغاز جهان

بلافاصله پس از بیگ‌بنگ، جهان حالتی از پلاسمای کوارک-گلوئون با دمایی در حدود چند تریلیون درجه داشت. اکنون محققان با بازسازی شرایط مشابه در برخورددهنده بزرگ هادرونی سرن، حرکات کوارک‌ها را در این محیط فوق‌چگال ردیابی کرده‌اند. ین‌جی لی از MIT می‌گوید: «پلاسما آنقدر متراکم است که می‌تواند سرعت یک کوارک را کاهش دهد و مانند یک مایع، پاشش و چرخش ایجاد کند».

چالش‌های یک آزمایش بی‌سابقه

تشخیص رفتار این پلاسما کار آسانی نبود. کوارک‌ها معمولاً به صورت جفت همراه با پادذره خود تولید می‌شوند که هر دو ردپا ایجاد می‌کنند و تشخیص را پیچیده می‌کنند. تیم تحقیقاتی برای غلبه بر این مشکل، به جای جفت‌های معمول، به بررسی برخوردهای نادری پرداختند که منجر به تولید یک کوارک به همراه یک "بوزون Z" می‌شد. از ۱۳ میلیارد برخورد تحلیل‌شده، تنها حدود ۲۰۰۰ مورد این شرایط را داشتند.

تایید یک پیش‌بینی نظری

کریشنا راجاگوپال، فیزیکدان MIT، مدلی را برای پیش‌بینی خواص این سیال توسعه داده بود. مشاهدات جدید دقیقاً مطابق با پیش‌بینی‌های او، رفتار مایع‌مانند پلاسمای کوارک-گلوئون را تایید می‌کند. راجاگوپال می‌گوید: «این شواهد قطعی و غیرقابل انکار از رفتار مایع‌مانند QGP است». او توضیح می‌دهد که این پلاسما در پی کوارک پرسرعت، به صورت چرخشی و متلاطم حرکت می‌کند، مشابه رد آب پشت یک قایق تندرو.

افق‌های جدید در فیزیک انرژی بالا

این تکنیک تحلیلی منحصر به فرد، پنجره جدیدی به سوی درک یکی از مرموزترین مواد تاریخ جهان گشوده است. راجاگوپال اشاره می‌کند که این روش، چارچوبی برای بررسی اختلال در مواد مختلف با برخوردهای پرانرژی فراهم می‌آورد. این پژوهش که در مجله Physics Letters B منتشر شده، گامی مهم در رمزگشایی از شرایط حاکم بر جهان در اولین کسرهای ثانیه پیدایش آن محسوب می‌شود.

منبع: Isna