Forskere har skabt en "Lille Big Bang" — og den var meget mindre end alle havde forventet

Jeg må indrømme — da jeg først læste om denne forskning, var jeg nødt til at læse den to gange for at være sikker på, at jeg forstod den rigtigt.

Forskere har lige genskabt den oprindelige suppe, der fyldte vores univers... ved hjælp af atomkerner så små, at de fleste fysikere ikke troede, det ville kunne lade sig gøre.

Lad det lige bundfælde sig.

Hvad lavede de egentlig?

Her er sagen. Lige efter Big Bang, før atomer overhovedet eksisterede, var hele universet fyldt med noget, der kaldes kvark-gluon plasma — en ekstremt varm og tæt tilstand af stof, hvor protoner og neutroner endnu ikke var dannet. Forskere kalder det universets "urgamle materiale."

I årevis har forskere prøvet at genskabe det her i laboratorier ved at kollidere atomkerner med nær-lysets hastighed. Tanken var, at man ville have brug for virkelig tunge kerner — tænk bly — for at generere nok energi til, at denne plasma kunne dannes.

Men her kommer det fantastiske: forskere ved Niels Bohr Institutet i København, i samarbejde med ALICE-samarbejdet ved CERN, har lige bevist, at den antagelse var forkert.

De skabte med succes kvark-gluon plasma ved hjælp af meget mindre kerner — specifikt ilt-16 og neon-20. Det er betydeligt mindre end nogen havde troet muligt.

Bly har 82 protoner. Ilt har 16. Neon har 20. Det er altså en ret stor forskel!

En "Lille Big Bang"

Lektor You Zhou, der ledte eksperimentet, udtrykte det perfekt: det, de har skabt, er i bund og grund en "Lille Big Bang."

"Vi har skubbet grænsen for, hvor små atomkernerne kan være, mens de stadig genskaber dette urgamle stof," sagde han. "Vi ved nu mere om de grundlæggende betingelser, der skal til, for at stof kan overgå til denne ekstreme tilstand."

Jeg elsker den indramning. Vi ser bogstaveligt talt miniatureversioner af universets fødsel — i partikelacceleratorer, der strækker sig over flere lande.

Bowlingkegle-forbindelsen

Her bliver det virkelig interessant (og en smule skørt).

Da forskerne kolliderede disse tiny kerner, opdagede de noget fascinerende: de resulterende partikelmønstre bevarede information om de originale kerners former.

Ilt-kollisioner producerede afrundede mønstre. Men neon-kollisioner? De skabte karakteristiske bowlingkegle-formede mønstre.

Hvorfor? Fordi ilt-kerner er sfæriske, mens neon-kerner er... ja, aflange som en bowlingkegle.

Postdoc Emil Gorm Dahlbæk Nielsen forklarede det smukt: "Det er lidt ligesom at lyse på en genstand og se dens skygge. Man kan ikke se genstanden direkte, men dens skygge afslører dens form."

Så ved at observere, hvordan partikler flyver ud fra disse kollisioner, kan forskere i bund og grund "se" formerne af atomkerner, der er alt for små til at observere direkte. Hvor cool er det ikke?

Hvorfor skal du bryde dig om det?

Jeg ved godt, hvad du tænker — det her lyder som ekstremt nicheagtig fysik, der ikke har noget at gøre med hverdagen.

Men her er hvorfor det betyder noget: at forstå atomkerners struktur hjælper os med at forstå den stærke kernekraft — en af naturens fire fundamentale kræfter. Det er kraften, der holder protoner og neutroner sammen i første omgang. Den er ansvarlig for at gøre atomer til... ja, atomer.

Uden den stærke kernekrafts arbejde ville intet i vores univers eksistere i sin nuværende form. Stjerner, planeter, dig, mig — ingenting af det fungerer uden disse fundamentale vekselvirkninger.

Og så er der noget virkelig imponerende ved menneskehedens evne til at genskabe, i miniature, betingelserne, der eksisterede mikrosekunder efter, at hele universet begyndte. Det er den slags, der får en til at stoppe op og tænke over vores plads i kosmos.

Bygger på en arv

Forskningen har særligt dybe rødder på Niels Bohr Institutet. Aage Bohr, søn af den berømte fysiker Niels Bohr, vandt Nobelprisen i 1975 for sit arbejde med atomkerners struktur. Traditionen for at udvide vores forståelse af disse små byggesten fortsætter den dag i dag.

I stedet for forsigtigt at undersøge kerner ved lave energier (den traditionelle tilgang) smadrer disse forskere dem nu sammen ved de højeste tilgængelige energier og rekonstruerer deres egenskaber fra aftermathen.

Det er en fundamentalt anderledes måde at se tingene på — og den har lige åbnet nye muligheder for at forstå både universets tidligste øjeblikke og stoffets natur selv.

Ret bemærkelsesværdigt, hvad man kan opdage, når man smadrer små ting sammen virkelig, virkelig hårdt, ikke?