प्रारंभिक ब्रह्मांड के भट्टी में, बिग बैंग के कुछ ही क्षण बाद, जैसा कि हम जानते हैं, पदार्थ मौजूद नहीं था। इसके बजाय, क्वार्क और ग्लूऑन का एक अति-गर्म 'सूप' घूम रहा था, पदार्थ की एक ऐसी स्थिति जिसे क्वार्क-ग्लूऑन प्लाज्मा के रूप में जाना जाता है।
पहली बार, शोधकर्ताओं ने इस आदिम स्थिति का सटीक मॉडल बनाया है, जो ब्रह्मांड के इतिहास का एक मौलिक, और लंबे समय से मायावी, टुकड़ा प्रकट करता है। यह सफलता, जो एक इतालवी अनुसंधान दल द्वारा हासिल की गई है, ब्रह्मांड की शैशवावस्था में अभूतपूर्व अंतर्दृष्टि प्रदान करती है।
चुनौती मजबूत परमाणु बल में निहित है, जो क्वार्क को एक साथ बांधता है। यह बल अविश्वसनीय रूप से तीव्र है और मानक समीकरणों के आगे आसानी से झुकता नहीं है। इसे दूर करने के लिए, टीम ने उन्नत संख्यात्मक सिमुलेशन, विशेष रूप से जाली क्वांटम क्रोमोडायनामिक्स (QCD), को मोंटे कार्लो विधि के साथ जोड़ा।
इस दृष्टिकोण ने उन्हें 2 मिलियन बिलियन डिग्री केल्विन से अधिक तापमान का अनुकरण करने की अनुमति दी, जो इलेक्ट्रोवीक संक्रमण के करीब है। इसका परिणाम क्वार्क-ग्लूऑन प्लाज्मा के लिए अब तक प्राप्त सबसे सटीक अवस्था समीकरण है, जो मौलिक थर्मोडायनामिक गुणों को जोड़ता है।
आश्चर्यजनक रूप से, यहां तक कि इन चरम तापमानों पर भी, क्वार्क और ग्लूऑन मुक्त नहीं थे। मजबूत बल पहले की तुलना में अधिक समय तक हावी रहा। यह खोज पदार्थ के जन्म, कण निर्माण परिदृश्यों और मौलिक बलों के विकास की हमारी समझ को परिष्कृत करती है।
यह शोध जाली QCD जैसी उच्च-प्रदर्शन कंप्यूटिंग विधियों की क्षमता को रेखांकित करता है। ये उपकरण मौलिक भौतिकी के अन्य रहस्यों को उजागर करने में महत्वपूर्ण होंगे, जैसे कि बलों का एकीकरण और ब्रह्मांडीय मुद्रास्फीति के बाद के क्षण। ब्रह्मांड के पहले माइक्रोसेकंड को समझना सिर्फ सैद्धांतिक नहीं है; यह अस्तित्व की जड़ों को समझने के बारे में है।