Η αναζήτηση στενεύει για μια μυστηριώδη μορφή ύλης που προβλέπεται από τη θεωρία της ειδικής σχετικότητας του Αϊνστάιν. Μετά από περισσότερο από μια δεκαετία εμφάνισης, οι επιστήμονες στο μεγαλύτερο σωματιδιακό αναστολέα του κόσμου πιστεύουν ότι βρίσκονται στα πρόθυρα να το βρουν.
Αλλά οι ερευνητές δεν ψάχνουν στα εκραγμένα εντέρματα των σωματιδίων που έχουν σπάσει μαζί σε σχεδόν φως ταχύτητα.
Αντ 'αυτού, οι φυσικοί στο Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων (LHC), 17 χιλιόμετρα (27 χιλιόμετρα), που έχουν ταφεί υπόγειο κοντά στα σύνορα μεταξύ Γαλλίας και Ελβετίας, αναζητούν την ύλη που λείπει, που ονομάζεται συμπυκνωμένο γυαλί χρώματος, μελετώντας τι συμβαίνει όταν τα σωματίδια Μην συγκρούονται, αλλά αντλούν το ένα μετά το άλλο κοντά σε ατυχήματα.
Στο πρότυπο μοντέλο της φυσικής, η θεωρία που περιγράφει τον ζωολογικό κήπο των υποατομικών σωματιδίων, το 98% της ορατής ύλης στο σύμπαν κρατιέται από τα θεμελιώδη σωματίδια που ονομάζονται γλουόνια. Αυτά τα εύστοχα ονομαζόμενα σωματίδια είναι υπεύθυνα για τη δύναμη που κόβει μαζί κουάρκ για να σχηματίσει πρωτόνια και νετρόνια. Όταν τα πρωτόνια επιταχυνθούν κοντά στην ταχύτητα του φωτός, εμφανίζεται ένα παράξενο φαινόμενο: Η συγκέντρωση των gluons μέσα τους πέφτει στα ύψη.
"Σε αυτές τις περιπτώσεις, οι γκλουόνες χωρίζονται σε ζευγάρια gluons με χαμηλότερες ενέργειες και τέτοιοι gluons διαχωρίζονται στη συνέχεια και ούτω καθεξής", δήλωσε σε δήλωσή του ο Daniel Tapia Takaki, αναπληρωτής καθηγητής φυσικής και αστρονομίας στο Πανεπιστήμιο του Κάνσας. "Κάποια στιγμή, η διάσπαση των gluons μέσα στο πρωτόνιο φτάνει ένα όριο στο οποίο παύει να αυξάνεται ο πολλαπλασιασμός των γλουτώνων. Μια τέτοια κατάσταση είναι γνωστή ως το συμπύκνωμα χρώματος γυαλιού, μια υποθετική φάση της ύλης που πιστεύεται ότι υπάρχει σε πολύ υψηλά επίπεδα, πρωτονίων ενέργειας καθώς και σε βαριές πυρήνες. "
Σύμφωνα με το Εθνικό Εργαστήριο Brookhaven, το συμπύκνωμα θα μπορούσε να εξηγήσει πολλά ασαφή μυστήρια της φυσικής, όπως το πώς σχηματίζονται τα σωματίδια στις συγκρούσεις υψηλής ενέργειας ή πώς κατανέμεται η ύλη μέσα στα σωματίδια. Ωστόσο, επιβεβαιώνοντας την ύπαρξή του, απέφυγε τους επιστήμονες εδώ και δεκαετίες. Αλλά το 2000, οι φυσικοί στο Relativistic Heavy Ion Collider του Brookhaven βρήκαν τα πρώτα σημάδια ότι θα μπορούσε να υπάρξει το συμπύκνωμα χρώματος γυαλιού.
Όταν το εργαστήριο έσπασαν χρυσά άτομα που είχαν απογυμνωθεί από τα ηλεκτρόνια τους, βρήκαν ένα παράξενο σήμα στα σωματίδια που διαρρέουν από τις συγκρούσεις, υπονοώντας ότι τα πρωτόνια των ατόμων ήταν γεμάτα με γκλουόνια και άρχισαν να σχηματίζουν το χρωματιστό γυάλινο συμπύκνωμα. Περαιτέρω πειράματα με σύγκρουση βαρών ιόντων στο LHC είχαν παρόμοια αποτελέσματα. Εντούτοις, συγκρούοντας πρωτόνια μαζί με σχετικιστικές ταχύτητες μπορούν να δώσουν μόνο μια φευγαλέα ματιά στα σπλάχνα των πρωτονίων πριν τα βυθιστικά σωματίδια εκραγούν βίαια. Η εξέταση των ινών των πρωτονίων γίνεται πιο ευγενής.
Όταν τα φορτισμένα σωματίδια, όπως τα πρωτόνια, επιταχύνονται σε υψηλές ταχύτητες, δημιουργούν ισχυρά ηλεκτρομαγνητικά πεδία και απελευθερώνουν ενέργεια με τη μορφή φωτονίων ή σωματιδίων φωτός. (Χάρη στη διπλή φύση του φωτός, είναι επίσης ένα κύμα.) Αυτές οι διαρροές ενέργειας κάποτε απορρίφθηκαν ως ανεπιθύμητη παρενέργεια των επιταχυντών σωματιδίων, αλλά οι φυσικοί έχουν μάθει νέους τρόπους να χρησιμοποιήσουν αυτά τα φωτόνια υψηλής ενέργειας προς όφελός τους.
Αν τα πρωτόνια βρεθούν στο παρελθόν στο γκάζι, η καταιγίδα των φωτονίων που απελευθερώνουν μπορεί να προκαλέσει σύγκρουση πρωτονίων-φωτονίων. Αυτές οι αποκαλούμενες υπερφυσικές συγκρούσεις είναι το κλειδί για την κατανόηση της εσωτερικής λειτουργίας των πρωτονίων υψηλής ενέργειας.
"Όταν ένα κύμα φωτός υψηλής ενέργειας χτυπά ένα πρωτόνιο, παράγει σωματίδια - όλα τα σωματίδια - χωρίς να σπάσει το πρωτόνιο", δήλωσε η Tapia Takaki. "Αυτά τα σωματίδια καταγράφονται από τον ανιχνευτή μας και μας επιτρέπουν να ανοικοδομήσουμε μια εικόνα χωρίς προηγούμενο υψηλής ποιότητας για το τι είναι μέσα".
Η Tapia Takaki και μια διεθνής συνεργασία επιστημόνων χρησιμοποιούν αυτή τη μέθοδο για να εντοπίσουν το αχνό συμπυκνωμένο γυαλί. Οι ερευνητές δημοσίευσαν πρώιμα αποτελέσματα της μελέτης τους στο τεύχος Αυγούστου της European Physical Journal C. Για πρώτη φορά, η ομάδα κατάφερε να μετρήσει έμμεσα την πυκνότητα των gluons σε τέσσερα διαφορετικά επίπεδα ενέργειας. Στο υψηλότερο επίπεδο, βρήκαν στοιχεία ότι ένα χρωματιστό γυάλινο συμπύκνωμα μόλις αρχίζει να σχηματίζεται.
Τα πειραματικά αποτελέσματα "... είναι πολύ συναρπαστικά, δίνοντας νέες πληροφορίες για τη δυναμική του γλυκόνης στο πρωτόνιο, καθώς υπάρχουν πολλά θεωρητικά ερωτήματα που δεν έχουν απαντηθεί", ο Victor Goncalves, καθηγητής φυσικής στο Ομοσπονδιακό Πανεπιστήμιο του Pelotas στη Βραζιλία και συν-συγγραφέας της μελέτης, δήλωσε στη δήλωση.
Προς το παρόν, η ύπαρξη συμπυκνωμένου χρώματος γυαλιού παραμένει ένα αόριστο μυστήριο.
