Tudósok épp létrehoztak egy "Kis Ősrobbanást" — és sokkal kisebb volt, mint bárki gondolta

Őszintén szólva, amikor először olvastam erről a kutatásról, kétszer kellett elolvasnom, hogy biztos legyek benne: jól értem.

A tudósok épp újraalkották azt az őslevest, ami az univerzumot töltötte be... olyan aprócska atommagokkal, amelyektől a legtöbb fizikus azt hitte, ez nem fog működni.

Gondolkodj el ezen egy pillanatig.

Mit csináltak pontosan?

A lényeg a következő. Közvetlenül az Ősrobbanás után, még mielőtt atomok léteztek volna, az egész univerzumot valami kitöltötte, amit kvark-gluon plazmának hívnak — ez egy rendkívül forró, sűrű anyagállapot, ahol a protonok és neutronok még nem alakultak ki. A tudósok ezt az univerzum "ősanyagának" nevezik.

Évek óta próbálják a kutatók ezt laboratóriumban újra előállítani azáltal, hogy atommagokat ütköztetnek közel fénysebességgel. A logika az volt, hogy elég nehéz magokra van szükség — ólomra gondoljunk — ahhoz, hogy elegendő energia keletkezzen a plazma képződéséhez.

De itt jön a meghökkentő rész: a koppenhágai Niels Bohr Intézet kutatói, az CERN ALICE együttműködésével, most megcáfolták ezt a feltételezést.

Sikeresen hoztak létre kvark-gluon plazmát sokkal kisebb magokkal — konkrétan oxigén-16-tal és neon-20-szal. Ez jelentősen kisebb, mint amit bárki lehetségesnek tartott.

Az ólom 82 protonnal rendelkezik. Az oxigén 16-tal. A neon 20-szal. Elég nagy a különbség, ugye?

Egy "Kis Ősrobbanás"

You Zhou docens, aki vezette a kísérletet, tökéletesen megfogalmazta: amit létrehoztak, lényegében egy "Kis Ősrobbanás".

"A határokat feszegetjük, hogy az atommagok mekkora méretűek lehetnek, miközben még mindig sikerül ezt az ősanyagot újraalkotni" — mondta. "Most már többet tudunk arról, milyen alapvető feltételek szükségesek ahhoz, hogy az anyag ebbe a szélsőséges állapotba kerüljön."

Imádom ezt a megközelítést. Szó szerint miniatűr változatát figyeljük az univerzum születésének — olyan részecskegyorsítókban, amelyek több országon át húzódnak.

A bowlinggolyó kapcsolat

Itt válik igazán érdekessé (és egy kicsit játékossá) a történet.

Amikor a tudósok ütköztették ezeket a parányi magokat, valami lenyűgözőt fedeztek fel: az így keletkező részecskék mintázata megőrizte az eredeti magok alakjáról szóló információkat.

Az oxigén-ütközések kerek mintázatokat produkáltak. De a neon-ütközések? Azok jellegzetes bowlinggolyó-formájú mintákat hoztak létre.

Miért? Mert az oxigénmagok gömbölyűek, míg a neonmagok... nos, bowlinggolyó alakúak, azaz megnyúltak.

Emil Gorm Dahlbæk Nielsen posztdoktori kutató gyönyörűen magyarázta: "Olyan ez, mintha fényt vetnénk egy tárgyra, és látnánk az árnyékát. A tárgyat nem láthatod közvetlenül, de az árnyéka elárulja az alakját."

Tehát azáltal, hogy figyelik, hogyan repülnek ki a részecskék ezekből az ütközésekből, a tudósok lényegében "láthatják" az atommagok alakját — amelyek túl kicsik ahhoz, hogy közvetlenül megfigyelhetők lennének. Hát nemklassz?

Miért kellene ez nekünk?

Tudom, mire gondolsz — ez valami rendkívül szakosodott fizika, semmi köze a hétköznapi élethez.

De itt van, miért fontos: az atommagok szerkezetének megértése segít megismerni az erős kölcsönhatást — a természet négy alapvető erejének egyikét. Ez az az erő, amely összetartja a protonokat és neutronokat. Ez felelős azért, hogy az atomok... nos, atomok legyenek.

Az erős kölcsönhatás nélkül semmi sem létezne univerzumunkban a jelenlegi formájában. Csillagok, bolygók, te, én — semmi sem működne ezek nélkül az alapvető kölcsönhatások nélkül.

És persze van valami meghatározó abban, hogy az emberiség képes apró skálán újraalkotni azokat a feltételeket, amelyek az univerzum kezdetét jelentő másodperc törtrésze után uralkodtak. Ez az a fajta dolog, amitől megállsz és elgondolkodsz a kozmoszban elfoglalt helyünkről.

Örökség továbbépítése

A kutatás különösen mély gyökerekkel rendelkezik a Niels Bohr Intézetben. Aage Bohr, a híres fizikus, Niels Bohr fia, 1975-ben Nobel-díjat kapott az atommag szerkezetével kapcsolatos munkájáért. Ma is folytatódik ez a hagyomány: újra és újra toljuk a határait annak, amit ezekről a parányi építőelemekről tudunk.

Ahelyett, hogy finoman vizsgálnák a magokat alacsony energiákon (a hagyományos megközelítés), ezek a tudósok most a lehető legnagyobb energián ütköztetik őket, és a következményekből rekonstruálják a tulajdonságaikat.

Ez egy alapvetően más szemlélet — és épp új lehetőségeket nyitott meg mind az univerzum legkorábbi pillanatainak, mind az anyag természetének megértéséhez.

Elég figyelemre méltó, mit fedezhetsz fel, amikor parányi dolgokat ütköztetsz össze igazán nagy erővel, ugye?