Η φυσική των βαρέων ιόντων

... οι επιστήμονες πιστεύουν ότι έγινε μία Μεγάλη Έκρηξη από την οποία ξεπήδησαν τα πάντα στο Σύμπαν. Δεκαπέντε χιλιάδες εκατομμύρια χρόνια μετά, το Σύμπαν είναι τόσο τεράστιο ώστε το φως θα χρειαζόταν εκατομμύρια χρόνια για να το διασχίσει. Αλλά στην αρχή τα πάντα ήταν στριμωγμένα σε έναν ελάχιστο όγκο όχι μεγαλύτερο από μία μύγα. Όλα τα σωματίδια που αποτελούν την ύλη που συναντούμε καθημερινά, από την οποία εμείς αλλά και όλα γύρω μας είναι φτιαγμένα, δεν είχε μορφοποιηθεί ακόμη. Τα κουάρκ και τα γλουόνια, που στο σημερινό ψυχρό Σύμπαν είναι κλειδωμένα μέσα στα πρωτόνια και τα νετρόνια, θα ήταν πολύ θερμά ώστε να μείνουν κοντά το ένα στο άλλο. Η ύλη σε αυτή την κατάσταση ονομάζεται Πλάσμα Κουάρκ Γλουονίων (Quark Gluon Plasma, QGP) και υπάρχουν πειράματα στο CERN που προσπαθούν να αναδημιουργήσουν αυτή την ύλη.

Τρία πειράματα του CERN ...  το NA45 ... το WA97 και ...

Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι το Πλάσμα Κουάρκ Γλουονίων μπορεί να υπάρχει ακόμη και σήμερα στην καρδιά των αστέρων νετρονίων, οι οποίοι είναι τόσο πυκνά ώστε ένα κομμάτι τους με μέγεθος όσο το κεφάλι μιας καρφίτσας θα ζύγιζε όσο χίλια τζάμπο τζετ. Αλλά ακόμα κι αν το Πλάσμα Κουάρκ Γλουονίων υπάρχει εκεί μέσα, δεν μπορεί να μελετηθεί, γι' αυτό οι επιστήμονες πρέπει να το αναδημιουργήσουν στο εργαστήριο ώστε να κατανοήσουν τις πρώτες στιγμές της ζωής του Σύμπαντος. Προκειμένου να το πετύχουν αυτό, οδηγούν ιόντα, άτομα που τους έχουν αφαιρεθεί ηλεκτρόνια, σε πολύ ισχυρές συγκρούσεις μεταξύ τους, σε πολύ υψηλές ενέργειες, φέρνοντας τα πρωτόνια και τα νετρόνια πολύ κοντά, προσπαθώντας να τα κάνουν να λιώσουν. Σε πειράματα στο CERN τη δεκαετία του '80 και του '90 έχουν πραγματοποιηθεί συγκρούσεις ιόντων οξυγόνου, θείου και μολύβδου με σταθερούς στόχους. Τα αποτελέσματα έχουν δώσει προκλητικές ενδείξεις ότι Πλάσμα Κουάρκ Γλουονίων μπορεί να δημιουργήθηκε για ελάχιστες στιγμές πριν η ύλη αποκτήσει ξανά χαμηλότερη θερμοκρασία και πάρει τη συνήθη της μορφή.

το NA50 έδωσε ενδείξεις ότι δημιουργήθηκε Πλάσμα κουάρκ γλουονίων.

Στον επόμενο επιταχυντή του CERN, τον Μεγάλο Επιταχυντή Συγκρουόμενων Δεσμών Αδρονίων (LHC), ιόντα μολύβδου θα συγκρούονται μετωπικά σε ενέργειες 300 φορές υψηλότερες από οποιοδήποτε παλιότερο πείραμα του CERN. Οι φυσικοί πιστεύουν ότι σε αυτές τις ενέργειες η δημιουργία Πλάσματος Κουάρκ Γλουονίων θα είναι θέμα ρουτίνας και θα τους δώσει την ευκαιρία να μελετήσουν τις ιδιότητές του λεπτομερώς.

Τι συμβαίνει αλήθεια όταν το Πλάσμα Κουάρκ Γλουονίων μορφοποιείται; Ας ρίξουμε μια ματιά!