Teadlased said kätte enneolematult suure kuumuse

Teadlased on laboratooriumis saavutanud seniolematult kõrge temperatuuri — neli triljonit kraadi Celsiuse skaalal, mis on 250 000 korda kuumem kui Päike ning lähedal temperatuurile, mis lahvatas universumi tekkehetkel.

Saavutatud kuumus on piisavalt kõrge, et lammutada mateeria samalaadseks “supiks”, mis eksisteeris mõni mikrosekund pärast Suurt Pauku ehk sündmust, mida enamik füüsikuid peab meie universumi sünnihetkeks, vahendab The Daily Telegraph.

Teadlased lõid New Yorgi osariigis asuvas USA energiaministeeriumi riiklikus Brookhaveni laboratooriumis kokku kullaioone, et tekitada ülikuumi plahvatusi, mis vältasid vaid paar millisekundit.

Küll aga piisas sellest info hankimiseks, mis füüsikuid aastaid hõivab; sellest tuleneva teadustöö abiga loodetakse leida vastused küsimustele, miks ja kuidas universum tekkis.

“See temperatuur on nii kõrge, et sulatab üles prootonid ja neutronid,” märgib professor Steven Vigdor. Ta peab silmas osakesi, millest koosnevad aatomid ja mis ise koosnevad veel väiksematest komponentidest: kvarkidest ja gluuonitest.

Füüsikud otsivad tillukesi ebakorrapärasusi selgitamaks, miks aine ürgsest kuumast supist üldse esile kerkis. Samuti loodavad nad oma avastusele leida praktilisi rakendusi muudes valdkondades, näiteks spinntroonikas — ülikõrgtehnoloogilises teadusharus, mis püüab välja töötada väiksemaid, kiiremaid ja võimsamaid arvustusseadmeid.

Avastuseni jõuti kullaioonide miljardite kokkupõrgete esilekutsumisega relativistlikus raskete ioonide põrgutis RHIC (ingl Relativistic Heavy Ion Collider), mis kujutab endast New Yorgi osariigis Uptonis nelja meetri sügavusel maa all asuvat 3,8 km läbimõõduga osakestekiirendit ja -kollaiderit.

“RHIC konstrueeriti eesmärgiga koostada ainet esmakordselt varajases universumis esinenud temperatuuridel,” märgib Vigdor. Füüsikute arvustuste kohaselt peaks nelja triljoni kraadine temperatuur sellele üsna lähedale küündima.

“Prootonite ja neutronite ennustatud sulamistemperatuur on kaks triljonit kraadi,” ütleb Vigdor. “Tüüpilise teise kategooria supernoova tuuma temperatuur on vaid kaks miljardit kraadi.”

Võrdluseks: meie enda Päikese keskpunkti temperatuur on 50 miljonit kraadi, raud sulab 1800 kraadi juures ning universumi keskmine temperatuur hetkel on 0,7 kraadi kõrgemal absoluutsest nullpunktist (-272 °C).

Vigdori töörühm usub, et nad on suutnud taastekitada tingimused, mis valitsesid hetkel enne seda, kui kvargi-gluuonisupp kalgendus hadroniteks ehk aineosakesteks, millest koosneb suurem osa meie universumist.

Mõne millisekundi vältel pärast Suurt Pauku toimus midagi, mis tekitas ebasümmeetria aine kasuks antiaine arvelt. Kui seda tasakaalutustavat impulssi poleks ilmnenud, oleksid aine ja antiaine lihtsalt omavahel reageerinud ning sündinud oleks puhta energia universum.

Juba tänavu loodavad Šveitsis asuva Suure Hadronipõrguti juures töötavad füüsikud lüüa kokku tina-aatomeid ja tekitada veelgi kõrgemaid temperatuure, mis peaksid matkima universumi tekke veelgi varasemaid hetki.