במעבדת ברוקהייבן בלונג איילנד תיעדו הפיזיקאים אות בלתי צפוי בנתוני התנגשויות של יונים כבדים. הניסוי STAR במאיץ RHIC הראה ירידה חדה בתנודות של תנע רוחבי של חלקיקים באנרגיה מסוימת. אות זה עשוי להצביע על מעבר פאזה בחומר גרעיני צפוף במיוחד, בדומה לזה שהתרחש ברגעים הראשונים לאחר המפץ הגדול.
בראשית היקום החלל היה חם וצפוף מכדי שיתקיימו בו אטומים. הפרוטונים והנייטרונים טרם הספיקו להיווצר, והחומר היה "מרק" זורם בחופשיות של קווארקים וגלואונים — פלזמת קווארק-גלואון. עם התפשטות היקום ירדה הטמפרטורה, הגלואונים "הדביקו" את הקווארקים לפרוטונים ולנייטרונים, והפלזמה הפכה לחומר גרעיני רגיל. זה היה מעבר פאזה ממשי, בדומה לקפיאת מים, אך ברמת החלקיקים היסודיים.
מאיץ RHIC משחזר תנאים אלה לשברירי שנייה, כשהוא מאיץ יוני זהב כמעט עד למהירות האור. נתוני STAR החדשים חשפו "שקע" בתנודות התנע של החלקיקים בדיוק בתחום האנרגיה שבו מצפים לנקודה הקריטית של מעבר הפאזה. המדענים מכנים זאת סימן אפשרי לכך שהמעבר אכן קיים והוא תלוי בצפיפות ובטמפרטורה.
הגילוי חשוב לא רק לקוסמולוגיה. הבנת התנהגותו של חומר בצפיפויות קיצוניות תסייע להבין מה מתרחש בתוך כוכבי נייטרונים, שבהם כל מסת הכוכב דחוסה למידותיה של עיר קטנה. מכך תלוי, למשל, מהירות הקול בליבת הכוכב וסף הקריסה לחור שחור.
ואולם האות נותר לעת עתה רק רמז. הסברים חלופיים מייחסים אותו לשינוי בהרכב החלקיקים באנרגיות התנגשות שונות. המדענים מתכננים לנתח את שאר נתוני RHIC, שסיים את פעילותו בשנת 2026, כדי לאשר או להפריך את הממצא.
אם הנקודה הקריטית תיקבע באופן מהימן, הדבר יפתח מבט חדש על התפתחות החומר מן המיקרושניות הראשונות של היקום ועד לעצמים הצפופים ביותר בחלל.
