Tại CERN, từ các hạt nhân nhẹ của oxy và neon, người ta đã tạo ra khối plasma quark-gluon nhỏ nhất

Chỉnh sửa bởi: Svitlana Velhush

Trong các vòng ngầm của Máy gia tốc hạt lớn, các nhà vật lý CERN đã cho va chạm các hạt nhân oxy-16 và neon-20 ở tốc độ gần bằng tốc độ ánh sáng và tạo ra khối plasma quark-gluon có kích thước nhỏ nhất từng được tạo ra trong phòng thí nghiệm.

Dạng vật chất kỳ lạ này chỉ tồn tại trong Vũ trụ vài micro giây sau Vụ nổ Lớn, khi nhiệt độ cao đến mức các proton và neutron chưa thể hình thành, còn các quark và gluon di chuyển tự do trong một "nồi súp" đậm đặc.

Trước đây, người ta cho rằng để tái tạo trạng thái này cần các hạt nhân nặng như chì hoặc xenon, tuy nhiên các thí nghiệm mới đã chỉ ra rằng: ngay cả các hạt nhân nhẹ, có khối lượng chưa bằng một phần mười hạt nhân chì, cũng có khả năng tạo ra plasma, thứ mà trong một phần giây sẽ hành xử như chất lỏng và giãn nở tập thể.

Sự hợp tác ATLAS đã ghi nhận hiện tượng "dập tắt tia" đặc trưng — các quark năng lượng cao đã mất đi một phần đáng kể năng lượng khi đi qua môi trường, điều này biểu hiện qua sự bất đối xứng của xung lượng ngang của các hạt và là bằng chứng trực tiếp cho sự hình thành plasma.

Các nhà khoa học từ Viện Niels Bohr, dựa trên đặc điểm tán xạ của các hạt, đã phục dựng lại hình dạng ban đầu của các hạt nhân: hạt nhân oxy hóa ra gần như hình cầu, còn các hạt nhân neon thì bất đối xứng, giống như hình nón hoặc quân bowling, tựa như cái bóng của một vật thể vô hình.

Phương pháp này mở ra một cách thức mới để nghiên cứu cấu trúc hạt nhân và tương tác mạnh ở mức năng lượng cực cao, và các vụ va chạm trong tương lai với các hạt nhân thậm chí còn nhẹ hơn, ví dụ như heli-4, sẽ giúp xác định giới hạn dưới chính xác mà tại đó plasma quark-gluon có thể phát sinh.

Việc hiểu rõ những "vụ nổ nhỏ" tí hon này đưa chúng ta đến gần hơn với lời giải đáp về cách thức mà từ plasma nguyên thủy, toàn bộ vật chất hữu hình của các ngôi sao, hành tinh và các sinh vật sống đã hình thành.

12 Lượt xem

Nguồn

  • CERN: Kleiner Urknall erzeugt Quark-Gluon-Plasma aus Sauerstoff

Bình luận

Đọc thêm bài viết về chủ đề này:

Bạn có phát hiện lỗi hoặc sai sót không?Chúng tôi sẽ xem xét ý kiến của bạn càng sớm càng tốt.