Oamenii de știință au creat un „Mic Big Bang" — și era mult mai mic decât credea cineva

Trebuie să recunosc ceva. Când am citit prima dată despre această cercetare, a trebuit să o citesc de două ori ca să fiu sigur că am înțeles bine.

Cercetătorii au recreat supa primordială care umplea universul nostru... folosind nuclee atomice atât de mici, încât majoritatea fizicienilor nu credeau că va funcționa.

Lăsați-o să vă intru-n cap un moment.

Ce au făcut exact?

Iată despre ce e vorba. Chiar după Big Bang, înainte să existe atomii, întregul univers era umplut cu ceva numit plasmă quark-gluon — un stat extrem de fierbinte și dens al materiei, unde protonii și neutronii nu se formaseră încă. Oamenii de știință numesc asta „materia primordială" a universului.

Ani de zile, cercetătorii au încercat să recreeze chestia asta în laboratoare, ciocnind nuclee atomice unul de altul aproape de viteza luminii. Ideea era că ai nevoie de nuclee foarte grele — plumb, să zicem — ca să genereze destulă energie pentru formarea acestei plasme.

Dar iată partea uimitoare: cercetătorii de la Institutul Niels Bohr din Copenhagen, care lucrează cu colaborarea ALICE de la CERN, tocmai au demonstrat că această presupunere era greșită.

Au creat plasmă quark-gluon folosind nuclee mult mai mici — mai exact oxigen-16 și neon-20. Adică semnificativ mai mici decât credea oricine că ar fi posibil.

Plumbul are 82 de protoni. Oxigenul are 16. Neonul are 20. E o diferență destul de mare, nu?

Un „Mic Big Bang"

Profesorul asociat You Zhou, care a condus experimentul, a spus lucrurile perfect: ceea ce au creat este, în esență, un „Mic Big Bang".

„Am împins limitele pentru cât de mici pot fi nucleele atomice și tot să recreăm această materie primordială", a spus el. „Acum știm mai multe despre condițiile fundamentale necesare pentru ca materia să treacă în acest stat extrem."

Îmi place modul în care a formulat. Privim literalmente versiuni în miniatură ale nașterii universului — în acceleratoare de particule care se întind prin mai multe țări.

Legătura cu Balul Cu Boluri

Și iată unde lucrurile devin cu adevărat interesante (și puțin amuzante).

Când oamenii de știință au ciocnit aceste nuclee minuscule, au descoperit ceva fascinant: tiparele de particule rezultate păstrau informații despre formele originale ale nucleelor implicate.

Ciocnirile de oxigen au produs tipare rotunde. Dar ciocnirile de neon? Acelea au creat tipare distinctive, în formă de bală cu boluri.

De ce? Pentru că nucleele de oxigen sunt sferice, în timp ce nucleele de neon sunt... ei bine, alungite ca o bală cu boluri.

Cercetătorul post-doctoral Emil Gorm Dahlbæk Nielsen a explicat extraordinar de frumos: „E ca și cum ai lumina un obiect și ai vedea umbra lui. Nu poți vedea obiectul direct, dar umbra lui îi dezvăluie forma."

Așadar, privind cum zboară particulele din aceste ciocniri, oamenii de știință pot, practic, să „vadă" formele nucleelor atomice care sunt mult prea mici pentru a fi observate direct. Cât de cool e asta?

De ce ar trebui să-ți pese?

Știu la ce te gândești — sună ca o fizică incredibil de nișată care n-are nimic de-a face cu viața de zi cu zi.

Dar iată de ce contează: înțelegerea structurii nucleelor atomice ne ajută să înțelegem forța tare — una dintre cele patru forțe fundamentale ale naturii. Aceasta e forța care ține protonii și neutronii împreună în primul rând. E responsabilă pentru existența atomilor... ei bine, a atomilor.

Fără forța tare care își face treaba, nimic în universul nostru nu ar exista în forma lui actuală. Stelele, planetele, tu, eu — nimic nu funcționează fără aceste interacțiuni fundamentale.

Și apoi, există ceva cu adevărat impresionant în capacitatea umanității de a recrea, la scară microscopică, condițiile care existau la câteva microsecunde după începutul întregului univers. E genul de lucru care te face să te oprești și să te gândești la locul nostru în cosmos.

Moștenirea

Cercetarea are rădăcini deosebit de adânci la Institutul Niels Bohr. Aage Bohr, fiul celebrului fizician Niels Bohr, a câștigat Premiul Nobel în 1975 pentru munca lui pe structura nucleului atomic. Tradiția de a extinde înțelegerea noastră despre aceste blocuri microscopice continuă și azi.

În loc să probeze gentil nucleele la energii scăzute (abordarea tradițională), acești oameni de știință acum le zdrobesc la cele mai înalte energii disponibile și reconstruiesc proprietățile lor din留下了.

E un mod fundamental diferit de a privi lucrurile — și tocmai a deschis noi posibilități pentru înțelegerea atât a momentelor timpurii ale universului, cât și a naturii materiei în sine.

Destul de remarcabil ce poți descoperi când zdrobești lucruri microscopice chiar, chiar foarte tare, nu?