Brži od tornada, brži od divovske oluje koja se vrti na Jupiteru - to je najbrže vrtložni vrtlog na svijetu koji su znanstvenici stvorili u iskonskoj juhi od ljepljivih čestica namijenjenih ponovnom stvaranju Velikog praska.
Zamahljujuća juha od čestica rotira se brzinom odmahivanja glave - mnogo puta brže od najbližih kandidata.
Međutim, nemojte očekivati da će se ta tekućina koja se brzo vrti, uskoro okrenuti glave, jer se vrtlozi pojavljuju u materijalu zvanom kvark-gluonska plazma koji je toliko mali da potpis ovog vrtloga mogu otkriti samo čestice koje stvara.
"Ne možemo gledati u kvark-gluonsku plazmu; to je na skali atomskog jezgra", rekao je Michael Lisa, fizičar na Državnom sveučilištu Ohio koji radi na suradnji Relativističkog teškog jonskog sudara (RHIC), koja je proizvela novi rezultati.
Topla juha
Odmah nakon Velikog praska, dječji svemir prožimao je vrući prvostani prilog elementarnih čestica zvanih kvarkovi i gluoni. Te elementarne čestice su građevni blokovi poznatijih čestica poput protona i neutrona. Ova kvark-gluonska plazma ima nekoliko jedinstvenih svojstava. Prvo, s najviših 7 trilijuna do 10 bilijuna stupnjeva Celzijevih stupnjeva (3,9 trilijuna do 5,6 trilijuna Celzijevih stupnjeva) to je najtoplija poznata tekućina. Ujedno je i najgušća tekućina i "gotovo savršena" zato što ne postiže trenje, što znači da vrlo lako teče.
Da bi shvatili što se točno dogodilo u onim trenucima nakon Velikog praska, znanstvenici su ponovno stvorili ovu praiskonsku juhu u atomu za razbijanje atoma u RHIC-u, u Brookhaven National Laboratory u Uptonu, New York. RHIC razbija jezgre atoma zlata gotovo brzinom svjetlosti, a zatim koristi ultraosjetljive detektore za mjerenje čestica koje lete izvan sudara.
Kovrčava tekućina
U novoj studiji, tim je analizirao vrtlog kvark-gluonske plazme - u osnovi mjernog zamaha ili, kolokvijalno, koliko brzo se vrti.
Naravno, imali su jedinstvenu prepreku: RHIC može proizvesti tek sitnu količinu materijala i živi vrlo brzo, ili otprilike 10 ^ minus 23 sekunde. Dakle, ne postoji način da se zapravo "promatra" ta tekućina u tradicionalnom smislu.
Umjesto toga, znanstvenici traže potpise svog vrtloga, temeljenog na česticama koje se ispuštaju iz supe, rekla je Lisa za Live Science. U prosjeku, čestice unutar tekućine koja se vrti trebale bi imati centrifuge, koje se otprilike poklapaju s momentom ugla tekućine. Mjereći koliko se čestice koje izlaze iz ove vrtložne juhe odmaknu od očekivanog puta, tim je mogao izračunati grubu procjenu vrtložnosti tekućine - koja otprilike mjeri lokalno gibanje vrtnje. Konkretno, čestice poznate kao lambda-barioni teže propadaju sporije od ostalih čestica, poput protona i neutrona, što znači da su RHIC detektori lakše pratili svoje staze prije nego što nestanu.
Ispada da vrtlog u kvark-gluonskoj plazmi čini vrtlog kretanja unutar tornada izgleda kao miran dan u parku. Vortizam je najbrži ikad zabilježen - mnogo brži od onog Jupiterove Velike crvene mrlje, vijugave oluje plina. Također je brži od prethodnog rekordera, superhlađenog tipa helijum-nanodropleta, objavili su istraživači 2. kolovoza u časopisu Nature.
Razumijevanje strukture protoka tekućine u plazmi moglo bi otkriti uvid u snažnu nuklearnu silu koja veže atome, rekli su istraživači. Nekoliko konkurentskih teorija o česticama predviđa okretnost koja bi se na kraju mogla usporediti s tim eksperimentalnim rezultatima. Međutim, znanstvenici još uvijek znaju premalo o zakretnim svojstvima plazme da bi mogli donijeti konačne zaključke.
"Prerano je govoriti može li nas to naučiti nečem temeljnom", rekla je Lisa.
