Vince, Artúr2019. január 22., kedd
Tudomány

Magyar részvétellel fedezték fel az univerzum ősanyagát

2005.04.20.Admin
National Geographic Magyarország

Az univerzum keletkezése utáni néhány milliomod másodperc állapotát sikerült modellezniük amerikai és magyar tudósoknak. Az Ősrobbanás utáni anyag forró, sűrű és folyékony lehetett.

Az amerikai Brookhaven Nemzeti Laboratórium (BNL) RHIC gyorsítója (Relativistic Heavy Ion Collider, Relativisztikus Nehézion-Ütköztető) mellett működő négy kísérleti csoport közös bejelentést tett: az ütköztetett nagyenergiás nehéz atommagokból sikerült előállítaniuk az anyagnak egy új, forró és sűrű állapotát. Az anyagnak ez az új formája az atommagok már ismert elemi építőköveiből, kvarkokból és gluonokból áll, viszont tulajdonságai jelentősen eltérnek az elméleti jóslatoktól, és igen figyelemreméltóak mivel a nehézion-ütközésekben keletkezett anyag nem szabad kvarkok és gluonok alkotta ideális gázként, hanem folyadékként viselkedik– olvasható a kfki.hu-n. A négy cikket, amelyeken a RHIC négy nagy nemzetközi kísérleti együttműködése közel egy éve dolgozik, a Nuclear Physics folyóirat egyszerre fogja közölni.

Döbbenetes felfedezés és a tízdimenziós húrelmélet

„A RHIC-nél tett döbbenetes felfedezés szerint az aranyionok ütközésekor keletkező anyag inkább folyadék, mint gáz. Ez alapos betekintést nyújt a Világegyetem keletkezésének legelső pillanataiba” – mondta Dr. Raymond Orbach, az amerikai Energiaügyi Minisztérium Tudományügyi Hivatalának igazgatója.

A RHIC melletti kutatásokat figyelemmel kísérők számára nagyon érdekes az a kapcsolat, amely a gyorsító eredményei és a húrelméleti számítások között körvonalazódik. Ezek a számítások az univerzum alapvető tulajdonságait próbálják megmagyarázni a szokásos három térdimenzió és egy idődimenzió helyett 10 dimenzió feltételezésével.

„A húrelmélet és a RHIC ütközéseinek fizikája közti kapcsolat lehetősége váratlan és roppant lelkesítő” – mondta Dr. Orbach. „A húrelmélet arra törekszik, hogy egyesítse a 20. századi fizika két intellektuális csúcsteljesítményét, az általános relativitáselméletet és a kvantummechanikát, így hatalmas jelentősége lehet a 21. század fizikájában” – tette hozzá.

Az RHIC-nél tett megfigyelések egy része egybevág az úgynevezett kvark-gluon plazmára vonatkozó korábbi elméleti jóslatokkal. A kvark-gluon plazma az anyag olyan állapota, amely a feltételezések szerint néhány mikroszekundummal (milliomod másodperccel) az univerzum keletkezése, a Nagy Bumm után létezhetett.

Elérték a Nap hőmérsékletének százötvenezerszeresét

„Tudjuk, hogy elértük azt a hőmérsékletet (a Nap közepében uralkodó hőmérsékletnek közel százötvenezerszeresét) és energiasűrűséget (egységnyi térfogatban foglalt energiamennyiséget), amely az elmélet szerint szükséges a kvark-gluon plazma létrehozásához” – mondta el Sam Aronson, a BNL Nagyenergiás- és Magfizikai Igazgatóságának vezetője. A RHIC 2000. júniusi indulásától 2003-ig gyűjtött adatok elemzése azonban azt mutatja, hogy a gyorsító frontális arany-arany atommag-ütközéseiben keletkező anyag inkább folyadékra, mint gázra hasonlít.

A mérések azt jelzik, hogy az ütközésben keletkezett eredeti részecskék kollektíven együtt mozognak, a nehéz atommagok ütközésekor kialakuló nyomásváltozásokra reagálva. A fizikusok ezt a jelenséget „folyás”-nak nevezik, mert a jelenség a folyadékok mozgásához hasonló. Azonban míg a közönséges folyadékokban az egyes molekulák véletlenszerűen mozognak, a RHIC-nél keletkezett forró anyag mozgása a részecskék közti nagy mértékű koordinációra utal – valahogy úgy mozognak, mint egy halraj, amely szinte egyetlen élőlényként változtat irányt, miközben környezetének változásaihoz alkalmazkodik.

Ez a legtökéletesebb folyadék?

Ez egy olyan folyadék áramlásának felel meg, amelyik szinte „tökéletes” – tette hozzá Aronson. Ez alatt azt érti, hogy a mozgása leírható a relativisztikus folyadékdinamikai egyenletek segítségével. Azon folyadékok „tökéletesek”, amelyeknek rendkívül alacsony a viszkozitása (belső súrlódása), és a részecskéik közötti kölcsönhatás erőssége folytán nagyon gyorsan elérik a hőmérsékleti egyensúlyt. Bár a RHIC-nél a fizikusok nem tudják a viszkozitást közvetlenül megmérni, a folyás tulajdonságainak kvalitatív vizsgálatából arra lehet következtetni, hogy a viszkozitás a kvantummechanikai alsó határt megközelítően roppant alacsony.

„A kollektív kölcsönhatás mértéke, a gyors felhevülés és a rendkívül alacsony viszkozitás miatt a RHIC-nél megfigyelt folyadék anyag az eddig megvizsgált anyagok közül a leginkább közelít a tökéleteshez” – jelentette ki Aronson.

A jelenlegi eredmények nem zárják ki annak a lehetőségét sem, hogy az anyag ezen új állapota valóban a kvark-gluon plazma egy formája, csak éppen nem olyan, mint amilyennek elképzeltük – mondta Aronson. Sok tudós ért egyet ezzel, és jelenleg is folynak a RHIC-nél a részletesebb mérések a kérdés eldöntésére. Az elméleti fizikusok, akiknek szokásos számolási módszerei nem működnek a kvarkok és gluonok között a RHIC-nél megfigyelt erős csatolás esetén, szintén felülvizsgálják korábbi modelleiket és jóslataikat.

Magyar részvétel a kutatásban
Az RHIC hátterében négy nagy nemzetközi kísérleti együttműködés (köztük a PHENIX) zajlik. A mostani felfedezésben a magyar kutatók jelentős és nemzetközileg is elismert szerepet játszanak – írja Csörgő Tamás a kfki.hu-n. A PHENIX kísérletben három magyar intézmény: a Debreceni Egyetem, az ELTE és a Magyar Tudományos Akadémia KFKI Részecske és Magfizikai Kutató Intézet munka- társai és doktoranduszai vesznek részt, a PHENIX-Magyarország együttműködés keretében. A Dávid Gábor vendégprofesszor által vezetett debreceni csoport lényegesen járult hozzá az arany-arany ütközésekben keletkező új anyag azonosításához a részecske- sugarak elnyelődését vizsgálva. Az ELTE és a KFKI RMKI kutatói főleg az ütközések frontálisságának meghatározásához, és a folyadékkép érvényességének kísérleti igazolásához járultak hozzá.

Hozzászólások

2020-ban érkezik az első mesterséges meteorhullás

2020-ban érkezik az első mesterséges meteorhullás

Először Hirosima felett fog mesterséges meteoreső hullni.

Testfestéssel a paraziták ellen

Testfestéssel a paraziták ellen

A csíkos testfestésének parazitaellenes hatása is van.

Az élelmiszer ne az autót táplálja!

Az élelmiszer ne az autót táplálja!

Cellulóz és benzin – egy katalitikus barátság kezdete.

Nagy tömegek hidrodinamikája

Nagy tömegek hidrodinamikája

A tömegek mozgása nagyon hasonló a folyadékok áramlásához.

Mennyire érdekli az európaiakat az űrkutatás?

Mennyire érdekli az európaiakat az űrkutatás?

A felmérést az ESA (Európai Űrhivatal) megbízásából a Harris Interactive végezte el.

National Geographic 2019. januári címlap

Előfizetés

A nyomtatott magazinra,
12 hónapra

7 800 Ft

Korábbi számok

National Geographic 2010. januári címlapNational Geographic 2010. februári címlapNational Geographic 2010. márciusi címlapNational Geographic 2010. áprilisi címlapNational Geographic 2010. májusi címlapNational Geographic 2010. júniusi címlapNational Geographic 2010. júliusi címlapNational Geographic 2010. augusztusi címlapNational Geographic 2010. szeptemberi címlapNational Geographic 2010. októberi címlapNational Geographic 2010. novemberi címlapNational Geographic 2010. decemberi címlapNational Geographic 2011. januári címlapNational Geographic 2011. februári címlapNational Geographic 2011. márciusi címlapNational Geographic 2011. áprilisi címlapNational Geographic 2011. májusi címlapNational Geographic 2011. júniusi címlapNational Geographic 2011. júliusi címlapNational Geographic 2011. augusztusi címlapNational Geographic 2011. szeptemberi címlapNational Geographic 2011. októberi címlapNational Geographic 2011. novemberi címlapNational Geographic 2011. decemberi címlapNational Geographic 2012. januári címlapNational Geographic 2012. februári címlapNational Geographic 2012. márciusi címlapNational Geographic 2012. áprilisi címlapNational Geographic 2012. májusi címlapNational Geographic 2012. júniusi címlapNational Geographic 2012. júliusi címlapNational Geographic 2012. augusztusi címlapNational Geographic 2012. szeptemberi címlapNational Geographic 2012. októberi címlapNational Geographic 2012. novemberi címlapNational Geographic 2012. decemberi címlapNational Geographic 2013. januári címlapNational Geographic 2013. februári címlapNational Geographic 2013. márciusi címlapNational Geographic 2013. áprilisi címlapNational Geographic 2013. májusi címlapNational Geographic 2013. júniusi címlapNational Geographic 2013. júliusi címlapNational Geographic 2013. augusztusi címlapNational Geographic 2013. szeptemberi címlapNational Geographic 2013. októberi címlapNational Geographic 2013. novemberi címlapNational Geographic 2013. decemberi címlapNational Geographic 2014. januári címlapNational Geographic 2014. februári címlapNational Geographic 2014. márciusi címlapNational Geographic 2014. áprilisi címlapNational Geographic 2014. májusi címlapNational Geographic 2014. júniusi címlapNational Geographic 2014. júliusi címlapNational Geographic 2014. augusztusi címlapNational Geographic 2014. szeptemberi címlapNational Geographic 2014. októberi címlapNational Geographic 2014. novemberi címlapNational Geographic 2014. decemberi címlapNational Geographic 2015. januári címlapNational Geographic 2015. februári címlapNational Geographic 2015. márciusi címlapNational Geographic 2015. áprilisi címlapNational Geographic 2015. májusi címlapNational Geographic 2015. júniusi címlapNational Geographic 2015. júliusi címlapNational Geographic 2015. augusztusi címlapNational Geographic 2015. szeptemberi címlapNational Geographic 2015. októberi címlapNational Geographic 2015. novemberi címlapNational Geographic 2015. decemberi címlapNational Geographic 2016. januári címlapNational Geographic 2016. februári címlapNational Geographic 2016. márciusi címlapNational Geographic 2016. áprilisi címlapNational Geographic 2016. májusi címlapNational Geographic 2016. júniusi címlapNational Geographic 2016. júliusi címlapNational Geographic 2016. augusztusi címlapNational Geographic 2016. szeptemberi címlapNational Geographic 2016. októberi címlapNational Geographic 2016. novemberi címlapNational Geographic 2016. decemberi címlapNational Geographic 2017. januári címlapNational Geographic 2017. februári címlapNational Geographic 2017. márciusi címlapNational Geographic 2017. áprilisi címlapNational Geographic 2017. májusi címlapNational Geographic 2017. júniusi címlapNational Geographic 2017. júliusi címlapNational Geographic 2017. augusztusi címlapNational Geographic 2017. szeptemberi címlapNational Geographic 2017. októberi címlapNational Geographic 2017. novemberi címlapNational Geographic 2017. decemberi címlapNational Geographic 2018. januári címlapNational Geographic 2018. februári címlapNational Geographic 2018. márciusi címlapNational Geographic 2018. áprilisi címlapNational Geographic 2018. májusi címlapNational Geographic 2018. júniusi címlapNational Geographic 2018. júliusi címlapNational Geographic 2018. augusztusi címlapNational Geographic 2018. szeptemberi címlapNational Geographic 2018. októberi címlapNational Geographic 2018. novemberi címlapNational Geographic 2018. decemberi címlapNational Geographic 2019. januári címlap

Hírlevél feliratkozás

Kérjük, erősítsd meg a feliratkozásod az e-mailben kapott linkre kattintva!

Kövess minket