(Nazar Abbas Photography/Moment/Getty Images) Durch das Zusammenschlagen von Bleiteilchen mit 99,9999991 Prozent Lichtgeschwindigkeit haben Wissenschaftler die erste Materie nachgebildet, die nach der Zeit erschien Urknall .
Aus dem Wrack kam eine Urmaterie namens Quark-Gluon-Plasma oder QGP. Es dauerte nur den Bruchteil einer Sekunde, aber zum ersten Mal konnten Wissenschaftler dies untersuchen Plasma Seine flüssigkeitsähnlichen Eigenschaften – er weist einen geringeren Strömungswiderstand als jede andere bekannte Substanz auf – und bestimmen, wie er sich in den ersten Augenblicken des frühen Universums entwickelte.
„Diese [Studie] zeigt uns die Entwicklung des QGP und könnte schließlich Hinweise darauf geben, wie sich das frühe Universum in der ersten Mikrosekunde nach dem entwickelt hat.“ Urknall „, sagte Co-Autor You Zhou, außerordentlicher Professor am Niels-Bohr-Institut der Universität Kopenhagen in Dänemark.
Nach dem Urknall galt das Universum als eine Energiesuppe, bevor es sich während einer als Inflation bekannten Periode schnell ausdehnte, was es dem Universum ermöglichte, sich ausreichend abzukühlen, damit sich Materie bilden konnte.
Die ersten Entitäten, von denen man annahm, dass sie entstanden, waren Quarks, ein Elementarteilchen, und Gluonen, die die starke Kraft in sich tragen, die Quarks zusammenklebt.
Als das Universum weiter abkühlte, bildeten diese Teilchen subatomare Teilchen, sogenannte Hadronen, von denen wir einige als Protonen und Neutronen kennen.
Wissenschaftler haben diesen Suppeneintopf am größten Atomzerstörer der Welt, dem Large Hadron Collider (LHC) an der Grenze zu Genf in der Schweiz, zubereitet.
Durch das Zusammenschlagen schwerer Atomkerne könnten die Wissenschaftler einen winzigen Feuerball erzeugen, der Partikel für den Bruchteil einer Sekunde effektiv in ihre ursprüngliche Form schmilzt.
Die Wissenschaftler gehen davon aus, dass sie erstmals im Jahr 2000 ein QGP erstellt haben, doch über die neueste Charge wurde am 11. Mai 2021 online in der Zeitschrift berichtet Physikbriefe B , war das erste Mal, dass sie die Eigenschaften davon untersuchen konnten flüssig Natur im Detail.
Da das Plasma nur 10 hoch minus 23 Sekunden anhielt, nutzten die Wissenschaftler neue Computersimulationen zusammen mit den Daten, die sie von einem Instrument namens ALICE – kurz für A Large Ion Collider Experiment – im Beschleuniger sammelten, um die Eigenschaften der Materie herauszufinden wie es sich zwischen dem Moment seiner Entstehung und seiner Verdichtung zu Hadronen verändert haben könnte.
Sie fanden heraus, dass das QGP eine perfekte Flüssigkeit war – das heißt, es hatte fast keine Viskosität oder Fließwiderstand – und es veränderte im Gegensatz zu anderen Materieformen im Laufe der Zeit auch seine Form.
Diese Informationen helfen Wissenschaftlern zu verstehen, wie das Universum in seinen ersten Augenblicken nach dem Urknall aussah. Die Wissenschaftler hoffen, weitere Details aufzudecken, wenn der Beschleuniger modernisiert wird und ein neuer Milliarden-Dollar-Beschleuniger in den Vereinigten Staaten in Betrieb geht.
Weitere Studien könnten Wissenschaftlern helfen zu verstehen, wie die Quarks und Gluonen in Protonen und Neutronen angeordnet sind, und „möglicherweise mit der früheren Phase [der sogenannten Quanteninflation im Urknallmodell] in Zusammenhang stehen“, sagte Zhou.
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