Fyzici si urobili big bang

Len tri týždne zrážok potrebovali fyzici, aby napodobnili vesmír krátko po veľkom tresku.

ŽENEVA, BRATISLAVA. Ako vyzeral náš vesmír krátko po svojom vzniku? A čo spôsobilo, že dnes nás obklopuje hmotný svet so zákonmi, ktoré umožňujú napríklad život? Aj to sú otázky, ktoré si kladú kozmológovia či časticoví fyzici.

Len ťažko sa však môžu pozrieť priamo na okamihy prebiehajúce miliardtinu sekundy po veľkom tresku. Potrebujú na to veľmi výkonné superstroje. Jedným z nich je aj Veľký hadrónový urýchľovač (LHC) v podzemí neďaleko Ženevy.

Superhustá kvapalina

Odborníci majú dve možnosti, ako sa pozrieť na dávny vesmír. Buď nechajú zrážať sa zväzky protónov a sledovať budú základné pravidlá platné v prírode, alebo potom 27-kilometrovým tunelom vystrelia oveľa ťažšie ióny olova a pri následných zrážkach budú sledovať hmotu ešte predtým, ako sa vôbec protóny a neutróny vytvorili.

Kým najprv vedci preferovali prvú metódu, zhruba pred mesiacom v LHC prešli na zrážky olova. Čoskoro zaznamenali prvé výsledky. Podarilo sa im napodobniť vesmír krátko po veľkom tresku – stvorili kvark-gluónovú plazmu, čo je superhorúca a superhustá polievka zložená z kvarkov a gluónov (častíc, ktoré sprostredkúvajú silnú interakciu).

Následne odborníci zistili niekoľko vecí. Detektor ALICE potvrdil predchádzajúce náznaky z amerického Brookhaven National Laboratory a ukázal, že kvark-gluónová plazma pripomína skôr „tekutinu“ ako plyn.

To však odporuje niektorým teoretickým modelom. „Tieto pozorovania nás prekvapili,“ priznal pre New Scientist David Evans, člen tímu ALICE. Dodáva však, že ešte bude potrebný ďalší výskum, aby hypotézy vyvrátili. Alebo prípadne „plyn“ predsa len našli.

Vizualizácia zrážky v detektore ALICE. FOTO - CERN

Prvý raz

Ešte zaujímavejšie dôsledky však môžu mať výsledky experimentu ATLAS (na jeho konštrukcii a výskume sa podieľajú aj Slováci) a detektoru CMS.

Tiež zaznamenali kvark-gluónovú plazmu, navyše však aj fenomény, ktoré umožňujú tento zvláštny stav skúmať. V detektoroch fyzici totiž sledovali prúdy častíc, ktoré vznikli pri zrážkach.

Pri iónoch olova sa však tieto prúdy správajú inak, ako pri zrážkach protónov. Objavuje sa takzvaný „jet quenching“ - signál, ktorý naznačuje, že energia týchto prúdov sa môže výrazne znižovať, čo ukazuje na intenzívne interakcie s okolitým prostredím.

Vedci o podobnom správaní tušili, no až teraz ho pozorovali. „ATLAS je prvý experiment, ktorý oznámil priame pozorovanie jet quenchingu,“ povedala jeho hovorkyňa Fabiola Gianottiová.

Dôsledkom môže byť, že odborníci môžu podrobne preskúmať samotnú kvark-gluónovú plazmu. Európska organizácia pre jadrový výskum tvrdí, že vďaka tomu nastáva nová éra v skúmaní kozmu krátko po jeho vzniku.

Vedci totiž môžu lepšie vysvetliť, ako prebiehala raná evolúcia vesmíru, ako došlo k spájaniu kvarkov a gluónov a ako potom vznikli ďalšie prvky známe z periodickej tabuľky.