في مختبر بروكهافن في لونغ آيلاند سجّل الفيزيائيون إشارة غير متوقعة في بيانات تصادمات الأيونات الثقيلة. أظهرت تجربة STAR على مُسرّع RHIC انخفاضًا حادًا في تذبذبات الزخم العرضي للجسيمات عند طاقة معيّنة. وقد تشير هذه الإشارة إلى تحوّل طوري في المادة النووية فائقة الكثافة، شبيه بذلك الذي حدث في اللحظات الأولى بعد الانفجار العظيم.
في بداية الكون كان الفضاء أشدّ حرارة وكثافة من أن توجد فيه الذرات. لم تكن البروتونات والنيوترونات قد تشكّلت بعد، وكانت المادة «حساءً» سائلًا حرًّا من الكواركات والغلوونات — بلازما الكوارك والغلوون. ومع توسّع الكون انخفضت الحرارة، و«لصقت» الغلوونات الكواركات لتكوّن البروتونات والنيوترونات، وتحوّلت البلازما إلى مادة نووية عادية. كان ذلك تحوّلًا طوريًّا حقيقيًّا، شبيهًا بتجمّد الماء، لكن على مستوى الجسيمات الأساسية.
يعيد مُسرّع RHIC إنتاج هذه الظروف لأجزاء من الثانية، بتسريع أيونات الذهب إلى ما يقارب سرعة الضوء. وقد كشفت بيانات STAR الجديدة عن «هبوط» في تذبذبات زخم الجسيمات تحديدًا في نطاق الطاقات الذي يُتوقّع فيه وجود النقطة الحرجة للتحوّل الطوري. ويعدّ العلماء ذلك علامة محتملة على أن التحوّل موجود فعلًا ويعتمد على الكثافة والحرارة.
لا تقتصر أهمية الاكتشاف على علم الكونيات. ففهم سلوك المادة عند الكثافات القصوى سيساعد في تفسير ما يحدث داخل النجوم النيوترونية، حيث تُضغط كتلة النجم كلها إلى حجم مدينة صغيرة. ويتوقف على ذلك، على سبيل المثال، سرعة الصوت في لبّها وعتبة الانهيار إلى ثقب أسود.
غير أن الإشارة لا تزال مجرد تلميح. إذ تربط تفسيرات بديلة بينها وبين تغيّر تركيب الجسيمات عند طاقات تصادم مختلفة. ويعتزم العلماء تحليل ما تبقّى من بيانات RHIC، الذي أنهى عمله في عام 2026، لتأكيد الاكتشاف أو دحضه.
وإذا ثبتت النقطة الحرجة بموثوقية، فسيفتح ذلك منظورًا جديدًا لتطوّر المادة من أولى ميكروثواني الكون إلى أكثف أجرام الفضاء.
