Parçacık hızlandırıcılar ile evrenin ilk maddesi oluşturuldu

ABD Enerji Bakanlığı’na bağlı Brookhaven Ulusal Laboratuvarı’ndaki Relativistik Ağır İyon Çarpıştırıcısı’nda (RHIC), hafif oksijen çekirdekleriyle evrenin ilk dönemlerindeki madde koşulları araştırıldı. STAR dedektörünün verileri, çarpışmanın ardından oluşan sıcak ve yoğun ortamdan geçen parçacıkların enerji kaybettiğini gösterdi. Bu bulgu, Büyük Patlama’dan sonraki ilk mikrosaniyelerde evreni doldurduğu düşünülen kuark-gluon plazmasının küçük bir çarpışma sisteminde de oluşabildiğine ilişkin güçlü kanıt sağladı.

JET SÖNÜMLENMESİ 

Kuark-gluon plazması doğrudan görüntülenemiyor. Laboratuvarda oluşan çok küçük plazma damlacıkları saniyenin son derece küçük bir kesri boyunca varlığını koruduğundan araştırmacılar, çarpışmadan dışarı çıkan parçacıkların izlerini inceliyor.

'Jet sönümlenmesi' olarak adlandırılan olayda, yoğun ortamdan geçen yüksek enerjili parçacık demetleri enerji kaybediyor. STAR analizini yöneten Shandong Üniversitesi Fizik Profesörü Li Yi, plazmanın izlerinin hangi koşullarda ortaya çıktığını ve hangi koşullarda kaybolduğunu belirlemeye çalıştıklarını söyledi.

HAFİF ÇEKİRDEKTE BULGU 

RHIC’de daha önce 79 protonlu ağır altın çekirdeklerinin çarpışmaları incelenmiş, ortaya çıkan maddenin neredeyse sürtünmesiz bir sıvı gibi davrandığı gözlenmişti. Bu kez fizikçiler, her biri sekiz proton ve sekiz nötron içeren oksijen çekirdeklerine yöneldi.

Nükleon çifti başına 200 GeV, yani 200 milyar elektron volt çarpışma enerjisinde toplanan STAR verilerinde yüksek enerjili parçacıkların sayısında yüzde 20 baskılanma saptandı. Altın çarpışmalarındakinden daha sınırlı olan bu etki, oksijen çarpışmalarında da jet sönümlenmesine ilişkin belirgin bir işaret verdi.

CERN VERİLERİYLE KARŞILAŞTIRMA 

Oksijen çarpışmaları, CERN’deki Büyük Hadron Çarpıştırıcısı’nda çok daha yüksek enerjilerde yapılan ölçümlerle karşılaştırılabiliyor. Brookhaven STAR fizikçisi Rongrong Ma, çekirdek boyutunu ve çarpışma enerjisini azaltarak plazmanın oluşabildiği alt sınırları belirlemeyi hedeflediklerini söyledi. Araştırmacılar, STAR’ın yanı sıra sPHENIX dedektörünün topladığı verilerin de bu sınırın anlaşılmasına katkı sağlamasını bekliyor.