Evrenin ilk anlarında, her şey parçacıklarla dolu, kaynayan bir çorbaydı. Bu parçacıklar, Büyük Patlama‘dan sonraki birkaç milyonuncu saniye boyunca sıvılaşmış plazma içinde inanılmaz hızlarda hareket ediyordu. Şimdi, fizikçiler bu koşulları taklit ederek, evrenin doğduğu andaki aynı “ilk çorba”nın minik damlacıklarını oluşturmayı başardılar.
Bu “ilk çorba” olarak bilinen kuark-gluon plazmasını modern versiyonunda yaratmak, atom çekirdeklerini neredeyse ışık hızında çarpıştırmak anlamına geliyor. Bu genellikle çok ağır atom çekirdekleriyle yapılıyor, ancak yeni bir çalışma, Physical Review Letters dergisinde yayınlandı ve benzer sonuçların daha küçük atom çekirdekleriyle de elde edilebileceğini gösterdi. Bu önemli gelişmeyle birlikte, araştırmacılar şimdi evrenin en erken dönemlerindeki maddenin yapısını çok daha iyi anlamaya doğru ilerliyorlar.
“Umarım bu, plazmanın Evren’in ilk anlarında nasıl davrandığını ve daha sonra etrafımızdaki her şeyin yapıldığı madde formlarına nasıl dönüştüğünü daha iyi anlamamıza yardımcı olur,” dedi Aarhus Üniversitesi’nden araştırmacı You Zhou. açıklama
En Sıcak “İlk Çorba”
Büyük Patlama’dan yaklaşık 13.8 milyar yıl önce, kuarklar ve gluonlar yeni doğmuş evreni dolduruyordu. Bu parçacıklar, sürtünmesiz bir sıvı gibi hareket ediyorlardı ve yaklaşık 2 trilyon santigrat derece sıcaklığa sahipti; bu da onu varoluşundaki en sıcak madde yapıyordu.
Bu “çorba”, sadece birkaç milyonuncu saniye içinde soğumaya başladı. Kuarklar ve gluonlar protonlara ve nötronlara dönüştü, bunlar da atom çekirdeklerinin yapı taşlarıydı; geri kalanı tarih oldu.
Ancak bugün, araştırmacılar atom çekirdeklerini çarpıştırarak geçmişe yolculuk yapabiliyorlar ve aslında “küçük Büyük Patlamalar” yaratıyorlar. Bu, kısa ömürlü damlacıklar oluşturuyor ve bunlar da evrenin ilk anlarındaki plazmaya benzeyen özelliklere sahip oluyor.
Bowling Topu Şekli
Yeni çalışmadaki araştırmacılar, daha önce düşünüldüğünden çok daha küçük atom çekirdekleriyle de plazma oluşturmanın mümkün olduğunu keşfettiler; örneğin oksijen-16 ve neon-20.
Araştırmacılar doğrudan plazmayı gözlemleyemiyorlar, ancak atom çekirdeklerinin çarpışmasından kaynaklanan belirli şekilleri inceleyebiliyorlar. Bu şekiller, parçacıkların hareketine bağlı olarak farklılık gösteriyor; iki oksijen çekirdeği yuvarlak bir şekil oluştururken, neon çekirdeği bowling topu şeklinde bir yapı oluşturuyor.
Araştırmacılara göre, bu parçacıkların çarpışma sonrası hareketlerini incelemek, atom çekirdeklerinin yapısını daha önce mümkün olmayan yollarla anlamaya yardımcı olabilir.
“Bu, bir nesneye ışık tutmak ve gölgesini görmek gibidir. Nesneyi doğrudan göremiyorsunuz, ancak gölgesi şeklini ortaya çıkarır. Aynı şekilde, parçacıkların hareketi atom çekirdeğinin başlangıçtaki geometrik yapısını ortaya koyar,” dedi Niels Bohr Enstitüsü’ndeki doktora adayı Emil Gorm Dahlbæk Nielsen. açıklamalar
Atom Çekirdeklerini Birbirine Çarpıştırmak
Fizikçiler uzun zamandır atom çekirdeklerinin şekli ve yapısı ile ilgileniyorlar; bu özelliklere ilişkin araştırmalar, ABD Enerji Bakanlığı’nın (DOE) belirttiği gibi, maddeyi bir arada tutan en güçlü kuvvet olan güçlü nükleer kuvvet hakkında fikir edinmeye yardımcı olabilir. Diğer üç temel kuvvet ise yerçekimi, elektromanyetizma ve zayıf nükleer kuvvettir.
Geçmişte, araştırmalar genellikle atom çekirdeklerinin düşük enerjili rotasyon ve titreşimlerini gözlemeye odaklanmıştı.
Ancak yüksek hızlarda atom çekirdeklerini çarpıştırmak, daha önce bilinmeyen yapıları ortaya çıkarabilecek yeni bir yaklaşım sunuyor. Araştırmacılar henüz kuark-gluon plazmasının nasıl oluştuğunu tam olarak bilmiyorlar, ancak daha hafif atom çekirdekleriyle (örneğin helyum-4) daha fazla deney yaparak, evrenin erken dönemleri hakkında bilgi edinmeyi umuyorlar.
Discovermagazine.com adresindeki yazarlarımız, makalelerinde hakem denetiminden geçmiş çalışmaları ve yüksek kaliteli kaynakları kullanır ve editörlerimiz bilimsel doğruluğu ve yayın standartlarını kontrol eder. Bu makalede kullanılan kaynaklara bakın:
Bu makale, Physical Review Letters dergisinde yayınlanan bir çalışmadan bilgi almaktadır: Evidence of Nuclear Geometry-Driven Anisotropic Flow in O+O and Ne+Ne Collisions at √𝑠NN=5.36 TeV
Bu makale, ABD Enerji Bakanlığı’ndan (DOE) bilgi almaktadır: DOE Explains…Quarks and Gluons
