Wissenschaftler, die den Large Hadron Collider (LHC) verwenden, haben winzige Tröpfchen eines Materiezustands erzeugt, von dem angenommen wird, dass er direkt bei der Geburt des Universums existiert hat.
CMS-Detektor. Bildnachweis: CERN.
Ein internationales Team am Large Hadron Collider (LHC) hat Quark-Gluon-Plasma hergestellt - ein Zustand der Materie, von dem angenommen wurde, dass er bereits bei der Geburt des Universums existierte - mit weniger Teilchen als bisher für möglich gehalten. Die Ergebnisse wurden in der Zeitschrift veröffentlicht APS Physik am 29. Juni 2015.
Der Large Hadron Collider ist der größte und leistungsstärkste Teilchenbeschleuniger der Welt. Der LHC befindet sich in einem Tunnel zwischen dem Genfer See und dem Jura an der französisch-schweizerischen Grenze und ist die größte Maschine der Welt. Der Supercollider wurde in diesem Frühjahr (April 2015) nach zwei Jahren intensiver Wartung und Aufrüstung neu gestartet. Machen Sie hier einen virtuellen Rundgang durch den LHC.
Das neue Material wurde entdeckt, indem Protonen mit Bleikernen bei hoher Energie im Compact-Muon-Solenoid-Detektor des Supercolliders kollidierten. Die Physiker haben das entstandene Plasma als "kleinste Flüssigkeit" bezeichnet.
Der Large Hadron Collider ist der größte und leistungsstärkste Teilchenbeschleuniger der Welt. Bildnachweis: CERN
Quan Wang ist Forscher an der Universität von Kansas und arbeitet mit dem Team des CERN, der Europäischen Organisation für Kernforschung, zusammen. Wang beschrieb Quark-Gluon-Plasma als einen sehr heißen und dichten Materiezustand ungebundener Quarks und Gluonen, der nicht in einzelnen Nukleonen enthalten ist. Er sagte:
Es wird angenommen, dass es dem Zustand des Universums kurz nach dem Urknall entspricht.
Während sich die Teilchenphysik mit hoher Energie häufig auf die Detektion subatomarer Teilchen konzentriert, wie beispielsweise das kürzlich entdeckte Higgs-Boson, untersucht die neue Quark-Gluon-Plasma-Forschung stattdessen das Verhalten eines Volumens solcher Teilchen.
Wang sagte, solche Experimente könnten Wissenschaftlern helfen, die kosmischen Bedingungen im Augenblick nach dem Urknall besser zu verstehen. Er sagte:
Während wir glauben, dass der Zustand des Universums etwa eine Mikrosekunde nach dem Urknall aus einem Quark-Gluon-Plasma bestand, gibt es noch viel, was wir über die Eigenschaften von Quark-Gluon-Plasma nicht vollständig verstehen.
Eine der größten Überraschungen der früheren Messungen am Relativistic Heavy Ion Collider im Brookhaven National Laboratory war das flüssigkeitsähnliche Verhalten des Quark-Gluon-Plasmas. Die Fähigkeit, bei Protonen-Blei-Kollisionen ein Quark-Gluon-Plasma zu bilden, hilft uns, die für seine Existenz erforderlichen Bedingungen besser zu definieren.