في معجل الجسيمات، تم إعادة بناء الأجزاء الأولى من الثانية بعد الانفجار الكبير

تمكن العلماء من إعادة إنشاء أول جزء من المليون من الثانية بعد الانفجار الكبير في مسرع الجسيمات، وجمع أدلة ظرفية على أنه خلال سلسلة من التجارب التي أجروها، تم إنشاء مادة جديدة، والتي لم تكن موجودة إلا بالقرب من الانفجار الكبير

في مسرع الجسيمات، تمكن العلماء من إعادة إنشاء الأجزاء الأولى من المليون من الثانية بعد الانفجار الكبير، وجمع أدلة ظرفية على أنه خلال سلسلة من التجارب التي أجروها، تم إنشاء مادة جديدة، والتي كانت موجودة فقط بالقرب من الانفجار الكبير - الانفجار الهائل. انفجار يعتقد العلماء أن الكون قد خلق قبل حوالي 12 مليار سنة.

وقد يساعد هذا الاكتشاف على فهم أفضل لعملية تنظيم الفوضى التي سادت بالقرب من الانفجار الأعظم في المادة الموجودة في الكون اليوم. بدأت سلسلة التجارب، التي أجريت في مسرع الجسيمات CERN في جنيف، في عام 1994 وشارك فيها علماء من 25 دولة، بما في ذلك مجموعة من علماء الفيزياء من معهد وايزمان.

سبتمبر 2008 - أصبح الأمر نهائيًا الآن: استخدام مسرع الجسيمات الجديد آمن

تعتبر المادة الجديدة مصدر كل المادة في الكون، وقد تساعد التجارب في جنيف في تفسير كيفية تشكل الجسيمات وكتلتها، وفي نهاية المطاف الكون بأكمله من هذه المادة، كما يقول البروفيسور يتسحاق تسارويا، الذي يرأس المجموعة فيزيائيون من إسرائيل.

والمادة الجديدة -أو "بلازما كوارك-غلوون" كما يطلق عليها علميا- عبارة عن غاز مضغوط، يتكون من جزيئات تسمى الكواركات والغلوونات التي تطفو فيه بحرية. في الحالة الطبيعية، ترتبط الكواركات ببعضها البعض بشكل وثيق عن طريق الغلوونات. وهي تشكل معًا جسيمات أكبر، البروتونات والنيوترونات، والتي توجد في النوى الذرية لجميع المواد في الكون.

الكواركات والجلونات، التي تعتبر اليوم اللبنات الأساسية للمادة، طفت بحرية في البلازما فقط في الأجزاء الأولى من الثانية بعد الانفجار الكبير. في ذلك الوقت لم تكن هناك ذرات أو نوى ذرية في الكون، وفي الواقع لم تكن البروتونات والنيوترونات قد ولدت بعد أيضًا. لاحقًا، عندما برد الكون قليلًا وانخفضت كثافته، نظمت الكواركات والجلونات نفسها في مجموعات مختلفة خلقت جسيمات أكثر تعقيدًا، مثل البروتونات والنيوترونات. ومنذ ذلك الحين، ظلت الكواركات - والجلونات التي تربط بينها - محاصرة فيها.

في الماضي، اكتشف الفيزيائيون بالفعل أنه من الغريب أن القوة القوية المؤثرة بين الكواركات والجلونات تضعف عندما تكون الكواركات قريبة من بعضها البعض وتقوى على وجه التحديد عندما تبتعد عن بعضها البعض. ومهما حاولوا الانفصال، فسيظلون متصلين، كما لو كانوا متصلين بنوع من الزنبرك أو الشريط المطاطي.

حاول العلماء في جنيف إعادة خلق الظروف التي سادت في الأجزاء الأولى من الثانية من الانفجار الكبير. ولهذا الغرض، قاموا بتسريع نوى الرصاص في مسرع الجسيمات. طارت النوى بسرعة قريبة من سرعة الضوء واصطدمت ببعضها البعض، مما أدى إلى خلق حرارة أعلى بحوالي 100 ألف مرة من درجة الحرارة في مركز الشمس وكانت كثافتها أكبر 10 مرات من نواة الذرة العادية.

كانت بلازما كوارك-غلوون الجديدة موجودة لفترة قصيرة جدًا، لذلك لم يتمكن العلماء من الحصول على دليل مباشر على وجودها. لقد بردت في غمضة عين، وتحولت إلى آلاف الجزيئات في حالتها الطبيعية. وبعد ذلك، وفي سلسلة من التجارب المختلفة، جمع العلماء بيانات من سبعة أجهزة كشف للجسيمات وفحصوا بقايا الملايين من اصطدامات نوى الرصاص لمعرفة ما إذا كانت البلازما قد تشكلت بالفعل.

نتائج التجارب تطابقت مع التوقعات. وهكذا، على سبيل المثال، في تجربة ترأسها البروفيسور تسارويا، تم اكتشاف فائض كبير من أزواج الإلكترون والبوزيترون (البوزيترون هو المادة المضادة للإلكترون) - وهو ما يتجاوز بكثير ما يمكن أن ينشأ في تصادم مع مادة عادية.

إحدى النقاط الرئيسية في الإعلان عن الاكتشاف تتعلق بتنبؤ مثير يعرف باسم "نظرية الديناميكا اللونية الكمومية"، التي تنبأت بانتقال المادة من حالتها الطبيعية إلى حالة بلازما كوارك-غلوون في ظل ظروف شديدة الكثافة والكثافة. درجة حرارة.

ويزعم البعض أن اعتبارات سياسية ساهمت في نشر نتائج تجارب المسرع الأوروبي يوم الخميس، وأنهم سارعوا إلى نشر ملخص مؤقت لكل سنوات العمل، رغم أنها لا تشكل دليلا قاطعا على وجود المسرع. بلازما كوارك جلون. ويأتي ذلك للتعجيل بنشر نتائج المسرع الأمريكي الجديد، الذي ستبدأ تجاربه قريبا، والذي من المتوقع أن يحصل على أدلة أفضل بكثير على وجود البلازما.

ويقيم البروفيسور تسوريا الآن في مختبر بروكهافن الوطني في نيويورك، حيث من المتوقع أن تبدأ التجربة في الربيع في مسرع الجسيمات الجديد، حيث ستصطدم نوى ذرات الذهب ببعضها البعض، بطاقة أكبر 10 مرات من يقول البروفيسور تسرويا: "في CERN، ستكون الظروف أفضل بكثير في بروكهافن، لأن الطاقة أعلى، وعمر الحياة أطول وستكون الكثافة ودرجة الحرارة أعلى أيضًا". ولذلك "نأمل أن نرى الأمور أقوى وأوضح بكثير مما رأيناه في سيرن".
{بقلم تمارا تروبمان. (نشر في صحيفة هآرتس بتاريخ 15/2/2000)
كان موقع المعرفة حتى نهاية عام 2002 جزءًا من بوابة IOL التابعة لمجموعة هآرتس.