Os investigadores recriaram sopa primordial do universo em formato miniatura pela colisão de átomos de chumbo com altíssima energia nos 27 km de comprimento acelerador de partículas, o LHC no CERN, em Genebra. A sopa primordial é o chamado plasma de quarks-glúons (acima) e pesquisadores do Instituto Niels Bohr , entre outros, mediram suas propriedades líquidas com grande precisão a energia superior do LHC. Os resultados foram submetidos à Physical Review Letters , que é a revista científica de topo para a física nuclear e de partículas.
A poucos bilionésimos de segundo após o Big Bang, o universo foi formado por uma espécie de sopa primordial extremamente quente e denso das partículas mais fundamentais, especialmente quarks e glúons. Este estado é chamado plasma de quarks-glúons.Ao colidir núcleos de chumbo com uma energia recorde de 5,02 TeV em acelerador de partículas mais poderoso do mundo, a 27 km de comprimento Large Hadron Collider, LHC no CERN, em Genebra, foi possível recriar esse estado no experimento ALICE detector 's e medir suas propriedades.
"As análises das colisões tornam possível, pela primeira vez, para medir as características exactas de um plasma quark-glúon no mais alto de energia de sempre e para determinar como ela flui", explica Você Zhou, que é um pós-doc no ALICE grupo de pesquisa no Instituto Niels Bohr. Você Zhou, juntamente com uma equipe pequena, fast-trabalho dos parceiros de colaboração internacional, levou a análise dos novos dados e mediram como os fluxos de plasma quark-glúons e oscila depois que ele é formado pelas colisões entre íons de chumbo.
O foco tem sido em propriedades coletivas do plasma quark-glúon, que mostram que esse estado da matéria se comporta mais como um líquido do que um gás, mesmo com os mais altos densidades de energia. As novas medições, que utiliza novos métodos para estudar a correlação entre muitas partículas, torná-lo possível determinar a viscosidade deste fluido exótica com grande precisão.
Você Zhou explica que o método experimental é muito avançada e baseia-se no fato de que quando dois núcleos atômicos esféricas são disparados para o outro e bater cada centro outro um pouco fora, um plasma quark-glúon é formada com uma forma ligeiramente alongada um pouco como uma bola de futebol americano. Isto significa que a diferença de pressão entre o centro desta "gota" extremamente quente e a superfície varia ao longo de diferentes eixos. O diferencial de pressão impulsiona a expansão e fluxo e, consequentemente, pode-se medir uma variação característica do número de partículas produzidas nas colisões como uma função do ângulo.
A figura abaixo mostra como uma pequena gota, alongada de plasma quark-glúon é formado quando dois núcleos atômicos bater cada centro outro um pouco fora. A distribuição angular das partículas emitidas faz com que seja possível determinar as propriedades do plasma quark-gluão, incluindo a viscosidade. (Universidade Estadual de Nova York).
"É notável que somos capazes de realizar tais medições detalhadas sobre uma gota de 'universo primitivo', que só tem um raio de cerca de um milionésimo de um bilionésimo de um metro. Os resultados são totalmente consistentes com as leis físicas da hidrodinâmica , ou seja, a teoria da passagem de líquidos e mostra que o plasma quark-glúon se comporta como um fluido. no entanto, é um líquido muito especial, uma vez que não consistem de moléculas como a água, mas das partículas de quarks e glúons fundamentais ", explica Jens Jørgen Gaardhøje, professor e chefe do grupo de ALICE no Instituto Niels Bohr da Universidade de Copenhague.
Jens Jørgen Gaardhøje acrescenta que eles estão agora no processo de mapear este estado com cada vez mais precisão - e ainda mais para trás no tempo.
O Galaxy diário via Univdersity de Copenhaga -Niels Bohr Institute
Imagem superior de crédito da página: https://www.bnl.gov/bnlweb/pubaf/pr/photos/2012/03/quarksoup-HR.jpg
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