Olamning boshlanishi va uni takrorlash

Sizga bir narsa aytmoqchiman — fizika olamida sodir bo'lgan voqea haqida. Ishonchim komilki, siz ham hayratda qolasiz.

Hammasi qanday boshlangan?

Tasavvur qiling: 13,8 milliard yil oldin olam paydo bo'ldi. Birinchi mikrosoniyalarda — ha, milliondan bir soniyadan ham kam vaqt ichida — hamma narsa g'oyat issiq edi. Trillionlab daraja! Bunday issiqlikda oddiy qoidalar ishlamay qoladi. Protonlar, neytronlar va atomlar o'rniga boshqa bir narsa bor edi — kvark-glyuon plazmasi.

Kvark va glyuonlarni eng kichik va asosiy "brickcha"lar deb o'ylang. Ular birlashib hamma narsani — stakanningizni, telefoningingizni, mushuklaringizni, sizni — yaratadi. Ammo eng dastlabki daqiqalarda ular birga birlashmagan edi. Ular erkin harakatlanar, deyarli yorug'lik tezligida uchib yurar edi.

Keyin, shunchalik tez soviganda, kvark va glyuonlar birikdi va biz bugun ko'radigan zarralarga aylandi. juda uzoq vaqt ilmiy odamlar bu "boshlang'ich sho'rva"ning qanday harakat qilganini o'rgana olishmadi. Nazariyalar bor edi, ammo to'g'ridan-to'g'ri dalil yo'q edi.

Shveytsariya ostidagi tunnelda olamni yaratish

Mana endi qiziq qismi boshlanadi. CERNdagi Katta Adron Kollayderida fiziklar yillar davomida ajoyib ish qilmoqda: og'ir atomlarni (masalan, qorg'oshinni) yorug'lik tezligiga yaqin tezlikda bir-biriga urmoqda. Bu to'qnashuvlarda ular qisqa muddat ichida — kvadrilliondan bir soniyaning ulushi ichida — shu kvark-glyuon plazmasining kichik tomchilarini yaratadi.

Bu deyarli vaqt mashinasiga o'xshaydi. Oraga hech qanday narsa yubormaysiz, lekin kichkina ko'rinishda kosmosning eng dastlabki paytini ko'rasiz.

Yangi kashfiyot: kvarklarning to'lqinlari

Endi yangilik bor! MIT dan Yen-Jie Li boshchiligidagi guruh ajoyib narsani kuzatdi: kvarklar plazma ichida harakatlanib, ortlarida iz qoldarar ekan.

Buni tushunarli qilib aytay. Hovuzning oldida turganingizni tasavvur qiling. Tosh tashlaysiz — doiralar tarqaladi. Keyin o'rdak suzib o'tadi — uning ham orqasida to'lqinlar paydo bo'ladi.

Fiziklar aynan shuni kuzatdi, faqat atomlar miqyosida.

Kvark plazma ichida uchib o'tganda, unga ta'sir qilmasdan o'tib ketmaydi. Plazma shunchalik zich va bir-biriga bog'liqki, kvarkning harakati unda to'lqinlar, sachrashlar va hatto aylanma harakatlar yaratadi.

Lining o'zi shunday dedi: "Plazma shunchalik zichki, u kvarkni sekinlashtira oladi va suyuqlikdek sachrashlar hamda girdaplar yaratadi."

Bu juda muhim, chunki bu nazariyachilarning yillar davomida taxmin qilgan narsasini tasdiqlaydi — kvark-glyuon plazmasi bir-biridan mustaqil zarralar singari emas, balki birlashgan, oqar bir modda sifatida harakat qiladi. Suyuqlik, xolos. Ammo olam tarixidagi eng issiq suyuqlik.

Nega bundan oldin ko'rmadik?

Agar bunday asosiy xulq-atvorni ilgari kuzatmagan bo'lsak, nega endi kuzatyapmiz?

Haqiqiy javob — bu juda qiyin aniqlanadi. Oldin olimlar bu effektni qidirganda, odatda kvark juftliklarini va ularning qarama-qarshi — antikvarklarini — izlashar edi. Ikkalasi ham to'lqinlar yaratadi, deb hisoblashar edi. Lekin muammo bor: ikki zarra teskari tomonlarga harakatlansa, birining to'lqini ikkinchisinikini bosadi. Shovqinli xonada ikki kishi birga chiyillashini eshitishga o'xshaydi.

Li jamoasi yangi usul ishlab chiqdi. Ular bu kvark to'lqinlarini to'qnashuv xaosidan ajrata olishdi. Bir dona kvarkning plazmada qoldirgan izini aniqlash yo'lini topdi.

Bizga nima foyda?

"Qiziq"dan tashqari, bu nima beradi?

Kvark-glyuon plazmasining xulq-atvorini tushunish olamning eng dastlabki daqiqalari haqida muhim ma'lumot beradi. To'lqinlarning o'lchamini, tezligini, masofasini va qancha vaqtda yo'qolishini o'lchab, olimlar bu boshlang'ich moddaning xususiyatlarini aniqlay boshlaydi.

Li shunday tushuntirdi: "Kvark to'lqinlarining qanday qaytib kelishini o'rganish bizga kvark-glyuon plazmasining xossalari haqida yangi ma'lumot beradi. Bu tajriba orqali biz o'sha boshlang'ich kvark sho'rvasi suratini olyapmiz."

Biz aslida 13,8 milliard yil oldinga qaragan kosmik rasmga nazar solayapmiz. Har bir yangi usul — rasmga yangi piksellar qo'shadi.

Xulosa

Mana nima bo'ldi: olamning birinchi daqiqalarida suyuqlikdek oqar bir modda bo'lgan. Ichidan o'tgan zarralarga javob bergan. Eng kichik vaqt ichida sovub, biz biladigan hamma narsaning asosiy blokchalariga aylangan.

Va endi — zakovat fizika va katta zarralar tezlatgichi tufayli — buni qanday ko'rinishda bo'lganini aniqroq tasavvur qila boshladik.

Otam-cho'pni kashf etganimizga atigi bir necha yuz ming yil bo'lgan zot uchun yaxshi natija, albatta.