Foto: Magnific

Jen zlomek mikrosekundy po velkém třesku vypadal vesmír úplně jinak než dnes. Neexistovaly atomy ani hvězdy, ale extrémně horká směs elementárních částic známá jako kvark-gluonové plazma. Právě tento stav hmoty se nyní podařilo vědcům z CERN vytvořit při dosud nejmenších srážkách atomových jader, což může změnit pohled na podmínky, za kterých vznikal mladý vesmír.

Výsledky zveřejněné v odborném časopise Physical Review Letters ukazují, že k vytvoření kvark-gluonového plazmatu už není potřeba využívat pouze velmi těžké prvky, například olovo. Mezinárodní tým fyziků dokázal stejný efekt vyvolat i při srážkách jader kyslíku 16 a neonu 20, která jsou více než desetkrát lehčí než olovo.

Návrat do prvních mikrosekund vesmíru

Kvarky představují základní stavební částice protonů a neutronů, zatímco gluony zajišťují sílu, která je drží pohromadě. V prvních mikrosekundách existence vesmíru však tyto částice ještě nebyly uzavřeny uvnitř protonů a neutronů. Místo toho vytvářely extrémně hustou a horkou kapalinu označovanou jako kvark-gluonové plazma.

Jak se vesmír rozpínal a ochlazoval, kvarky se začaly spojovat do částic, z nichž následně vznikly atomy a později hvězdy, planety i veškerá známá hmota. Protože se tento stav dnes přirozeně nikde nevyskytuje, fyzici jej uměle vytvářejí pomocí urychlovačů částic, kde se atomová jádra srážejí rychlostmi blížícími se rychlosti světla.

Dosud panoval názor, že kvark-gluonové plazma vzniká pouze při srážkách velmi těžkých atomových jader. Nový experiment ale ukázal, že hranice mohou být výrazně níže.

Menší atomy, stejné chování

Výzkumníci během experimentů zaznamenali, že i při srážkách jader kyslíku a neonu vznikla hmota vykazující stejné charakteristiky jako kvark-gluonové plazma. Po velmi krátký okamžik se chovala jako kapalina, která se kolektivně rozpíná, a teprve následně se ochladila a rozpadla zpět na jednotlivé částice.

Spoluautor studie You Zhou z Niels Bohr Institute uvedl, že se vědcům podařilo posunout hranici toho, jak malá atomová jádra ještě dokážou vytvořit tuto prapůvodní formu hmoty. Díky tomu podle něj lépe chápeme podmínky, za nichž hmota přechází do jednoho z nejextrémnějších stavů známých fyzice.

Zdroj: Wired.com