Bir milyon cüzi zaman dilimi içinde anlamlı bir olayın gerçekleştiğini hayal etmek zordur, ancak evren tarihinin en önemli anlarından biri bu inanılmaz derecede kısa süre içinde yaşandı. Fizikçiler, yaklaşık 13,8 milyar yıl önce meydana gelen Büyük Patlama’dan sonra ortaya çıkan maddenin ilk hali olan “kuark-gluon plazma” olarak bilinen şeyin bu kısa zaman diliminde var olduğuna inanıyorlar. Bu son derece yoğun ve sıcak madde durumu, henüz oluşmaya başlayan evrenin protonları ve nötronları oluşturmayı engelleyecek kadar sıcak olduğu bir andı. Evren soğudukça ve genişledikçe, serbest yüzen kuarklar ve gluonlar birbirine bağlanarak tüm maddenin yapı taşlarını, gerekli olan tüm atomsal protonları ve nötronları oluşturmaya başladı.
Ancak bu teoride bir sorun var. Araştırmacılar uzun zamandır plazmanın yalnızca çok ağır çekirdekli atomların çarpışmalarıyla oluşabileceğine inanıyorlardı. Bu paradoksu araştırmak için İsviçre’deki Kopenhag Üniversitesi ve CERN tesisindeki bir ekip, kendi “küçük” büyük patlamalarını yaratmak için elementleri neredeyse ışık hızında çarptırdı. Dergide yayınlanan bu sonuçlar, daha hafif bileşenlerle de kuark-gluon plazma çorbasının oluşturulmasının mümkün olduğunu gösteren önemli bir atılımı işaret ediyor.
Çalışmanın ortak yazarı ve Maryland Üniversitesi’nde fizik profesörü olan You Zou, “Çekirdek yapısını anlamak, güçlü kuvveti anlamamıza yardımcı olur” dedi. You Zou. Ancak, biz dikkatli bir şekilde düşük enerjilerde çekirdekleri incelemek yerine, onları yaratabileceğimiz en yüksek enerjilerde çarpıştırıyoruz ve artık geride bıraktıkları izlerden şekillerini okuyabiliyoruz.”
Bu durumda, Zou ve meslektaşları daha küçük oksijen-16 ve neon-20 çekirdeklerini birbirine ateşleyerek oluşan sonuçları incelediler. Ekip, etkileşimin inanılmaz derecede hızlı gerçekleştiği için çarpışmayı doğrudan gözlemleyemese de, kısa süre sonra oluşan parçacıkları ve şekilleri inceleyebilirler. Çalışmanın ortak yazarı ve Niels Bohr Enstitüsü fizikçisi Emil Gorm Dahlbæk Nielsen, durumu ışığın özelliklerine ve yokluğuna benzetiyor.
“Bir nesneye ışık tuttuğunuzda ve gölgesini gördüğünüzde olduğu gibi” dedi. “Nesneyi doğrudan göremiyorsunuz, ancak gölgesi şeklini ortaya çıkarıyor.” Aynı şekilde, parçacıkların hareketi, çarpışmanın başında var olan atomsal çekirdeklerin geometrik şekli hakkında bilgi veriyor.”
Bilim insanları artık iki oksijen çekirdeğinin çarpışmasının daha yuvarlak bir parça deseni oluşturduğunu ve neon çekirdeklerinin çarpışmasının ise bowling topuna benzeyen bir desen oluşturduğunu biliyor. Ancak bu, parçalanmış atomsal bileşenlerin, kuark-gluon plazmasının aslında daha hafif elementlerle de oluşturulabileceğinin kanıtı olsa da, oksijen veya neon çekirdeklerinin Büyük Patlama’dan o kadar kısa süre sonra var olup olmadığını göstermiyor. Yine de, gerçek suçluları keşfetmeye bir adım daha yakınız. Bir sonraki aşama, yine atomsal çekirdekleri çarpıştırmak olacak; ancak bu sefer daha hafif adaylar olan helyum-4 gibi elementler kullanılacak.
Zhou için, tek bir deneyin aynı anda atomsal çekirdek yapıları hakkında bilgi edinmenin yanı sıra evrenin en erken anlarından bazılarını yeniden yaratmaya nasıl yardımcı olabileceğini görmek büyüleyici. “Bu iki şeyin ilk başta düşünebildiğimizden çok daha yakından ilişkili olduğu ortaya çıkıyor” dedi.
Kaynak: Popular Science
