Smashing Gold! Big Bangs 'Partikel Suppe' At Blive Oprettet I Lab

{h1}

En ny atom smasher vil skabe et kvark-gluon plasma, der kan genskabe suppen til stede kort efter big bang.

Redaktørens bemærkning: Denne artikel blev opdateret kl. 4:00 E. T.

Et nyt eksperiment, der smadrer guldkerner ved tæt lyshastighed, kunne efterligne partikelssuppe skabt et øjeblik efter Big Bang.

Eksperimentet, som skal udføres på US Department of Energy's Brookhaven National Laboratory i New York, er lige begyndt at pumpe flydende helium i 1.740 superledende magneter for at afkøle dem til næsten absolut nul (minus 273 grader Celsius eller minus 459 grader Fahrenheit). På dette tidspunkt kan magneterne løbe på ubestemt tid uden at miste nogen energi.

Teamet vil derefter styre bjælker af guldioner - guldatomer, der er fjernet af deres elektroner og positivt ladet - ind i hinanden med næsten lysets hastighed, hvilket skaber brændende temperaturer på 7 billioner grader Fahrenheit (4 billioner grader Celsius). Det er 250.000 gange varmere end solens brændende kerne.

Disse brændende varme betingelser "smelter" guldatomerens protoner og neutroner, skaber plasma af deres bestanddele kvarker og gluoner, den massløse lim, der holder kvarker sammen, der efterligner den primordiske suppe af partikler, der er fundet lige efter Big Bang. Ved at studere plasmaet håber holdet at hjælpe med at forklare, hvordan det tidlige univers udviklede sig fra den pågældende stat til hvad det er i dag. [Billeder: Peering Tilbage til Big Bang & Early Universe]

Mere fokus

Eksperimenterne løber i den 2,4 kilometer lange (3,9 kilometer) underjordiske atomsmasher, kaldet Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC), i 15 uger ved 100 milliarder elektronvolt (GeV) pr. Kolliderende proton eller neutron. (Protonerne og neutronerne inde i guldkernerne kolliderer ind i hinanden indenfor RHIC.)

Selvom forskere har kørt lignende eksperimenter siden 2000, vil 3,5-måneders eksperimentet formørke alle disse bestræbelser og skabe det samme antal sammenstød som alle tidligere eksperimenter kombineret, siger forskerne.

"Med hensyn til fysik vil dette løb være så godt som alle tidligere kørsler kombineret", siger Wolfram Fischer, associeret formand for acceleratorer i Brookhaven's Collider-Accelerator Department, i en erklæring.

En del af grunden til denne forbedrede ydeevne er en meget højere kollisionsrate, som skyldes, at bjælkerne af guldioner er køligere og mere tæt fokuseret end i tidligere forsøg. I en fokuseringsteknik måler sensorer de tilfældige bevægelser af små subatomære partikler og bruger derefter elektriske felter til at dæmpe disse atomer tilbage i køen. Det nye eksperiment bruger endelig denne teknik, kaldet stokastisk køling, til at fokusere bjælkerne i tre dimensioner.

De små pletter, hvor bjælkerne kolliderer, er også krympet takket være superledende radiofrekvente (RF) hulrum. Disse hulrum skaber elektriske felter, der fremskynder ioner til højere energier uden at sprede sig ud, og det superledende materiale giver dem mulighed for at bruge en større spænding og derved skabe stærkere felter.

"Dette nye RF-system giver endnu mere fokuseringskraft end de konventionelle hulrum, der allerede er installeret på RHIC," siger Fischer.

Sjældne partikler

Forsøget bruger også opgraderede siliciumdetektorer, som ligner sensorer fundet i et digitalkamera, som bedre kan opdage sjældne partikler, såsom eksotiske tunge kvarker kendt som "charme" og "skønhed". Skønt disse partikler er kortvarige, og kun rejser hårets bredde før henfald, skal de nye sensorer kunne registrere dem, før de forsvinder ved at måle de partikler, de bliver til.

"Silikonsensorerne har hidtil usynlig tyndhed - kun 50 mikron, cirka halv tykkelsen af ​​et menneskehår," siger Brookhaven-fysiker Jamie Dunlop i en redegørelse. "Deres tyndhed og høj opløsning vil tillade undersøgelser af, hvordan partikler af tunge kvarker strømmer fra RHICs quark-gluon plasma."

Redaktørens note: Denne artikel blev rettet for at indikere, at Brookhaven National Laboratory er placeret i New York, ikke Illinois.

Følg Tia Ghose på Twitter og Google+. Følge efter WordsSideKick.com @wordssidekick, Facebook & Google+. Originalartikel på WordsSideKick.com.


Video Supplement: .




DA.WordsSideKick.com
All Rights Reserved!
Reproduktion Af Materialer Tilladt Kun Prostanovkoy Aktivt Link Til Webstedet DA.WordsSideKick.com

© 2005–2019 DA.WordsSideKick.com