Věda a školy

Objev nejrychleji rotující kapaliny může vést k pochopení vzniku vesmíru

obrazek

Detektor STAR urychlovače RHIC v Brookhavenské národní laboratoři v New Yorku

FOTO: Ústav jaderné fyziky Akademie věd ČR

25.8.2017 16:22 Čeští vědci z Ústavu jaderné fyziky Akademie věd ČR a pražského ČVUT společně s kolegy z dalších 12 zemí prokázali, že kvark-gluonové plazma je tekutinou s největší známou vířivostí. Práci na titulní straně publikoval prestižní časopis Nature. Význam objevu umožní lepší pochopení vlastností vesmírné hmoty krátce po velkém třesku, uvedl Michal Šumbera z Ústavu jaderné fyziky.

„Důvod, proč nás vířivost kvark-gluonového plazmatu zajímá, spočívá v roli, kterou hraje v teoriích, které předpovídají, odkud se bere hmota hadronů. Fázový přechod ze stavu tohoto plazmatu do stavu hadronového, který se uskutečnil v prvých mikrosekundách po velkém třesku, byl totiž procesem, kdy vznikla veškerá viditelná hmota vesmíru,“ vysvětlil pro Novinky Šumbera.

Hadrony jsou složené silně interagující subatomární částice (menší než atom). Mohou obsahovat kvarky, antikvarky, případně gluony.

Mnohem rychlejší než nejsilnější tornáda

Mikroskopické kapky nového stavu hmoty existují jen při teplotách statisíckrát vyšších než teplota slunečního jádra. K jejich pozorování poprvé došlo roku 2005 ve srážkách těžkých jader v Brookhavenské národní laboratoři (BNL) v New Yorku.

Nynější měření provedená tamtéž naznačují, že plazma tvořené silně interagujícími elementárními částicemi, kvarky a gluony je možné roztočit na rychlost mnohonásobně větší než lze pozorovat u nejsilnějších tornád. Rychlost výrazně předčí i dosavadní rekord, který držely nanokapičky tekutého helia.

Vytvořit v laboratoři podmínky po velkém třesku

Jak česká Akademie věd informuje, srážky dvou těžkých atomových jader na urychlovačích Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) v americké BNL a Large Hadron Collider (LHC) v Evropském středisku jaderného výzkumu (CERN) v Ženevě umožňují vytvořit v laboratoři podmínky panující ve vesmíru pouhých několik mikrosekund po velkém třesku.

Urychlovací trubice RHIC

FOTO: Ústav jaderné fyziky Akademie věd ČR

Pokrok při zmapování hydrodynamických vlastností plazmatu nedávno učinil experiment STAR, na kterém se čeští fyzici podíleli. Velikost rotačního pohybu plazmatu se určovala měřením polarizace Λ částic produkovaných ve srážkách jader zlata na urychlovači RHIC. Částice se polarizuje, jestliže se její vnitřní moment hybnosti orientuje ve směru momentu hybnosti plazmatu.

Výsledek prokázal, že se plazma otáčí s frekvencí 1022x za sekundu. Toto malé „supertornádo“ je tedy nejrychleji se otáčející i nejžhavější tekutinou vytvořenou v laboratorních podmínkách.

Extrémně silná magnetická pole

Objev rekordní vířivosti kvark-gluonové kapaliny podle Šumbery povede k lepšímu pochopení kvantové chromodynamiky, což je teorie popisující síly zodpovědné za uvěznění kvarků a gluonů uvnitř protonů, neutronů a dalších hadronů.

„Tato znalost nám též umožní lépe zmapovat závislost teploty na hustotě tohoto extrémního stavu hmoty, a lépe tak pochopit další vývoj vesmíru,“ shrnul pro Novinky.

Detektor STAR

FOTO: Ústav jaderné fyziky Akademie věd ČR

I v počátečním stadiu vesmíru mohla hrát vířivost významnou roli. Mohla dát vzniknout velice silným magnetickým polím, která pak ovlivňovala jeho další vývoj.

To se rovněž vědcům podařilo. Dvě proti sobě letící elektricky nabitá jádra vytvářejí dle slov Šumbery v místě srážky extrémně silné magnetické pole, byť jen krátce existující.

Teoreticky očekávaná hodnota magnetického pole vytvořeného ve srážce dvou jader zlata na urychlovači RHIC je 1 000 000 000 000 000 000 gaussů, což je tisíckrát více než u nejsilnějších známých zdrojů magnetických polí – neutronových hvězd nazývaných magnetary.

Nejde o jediný projekt, jehož další fáze může pomoci objasnit, co se dělo po velkém třesku. Novinky již například psaly o experimentu s prvkem germanium z ruské Sibiře. [celá zpráva]

fš, Novinky

nahoru

Věda a školy:

Plán výrazně přidat kantorům je ohrožen

-

včera 12:47 Další desítky miliard korun ročně by musela vláda...

Ondřej Šteffl: Rodiče hledají školu s lidskou tváří

-

včera 10:54 Mnohé školy se vzdalují realitě světa a děti pak...

Vědci objevili v Pacifiku nové druhy průsvitných ryb

-

17.9. 22:48 Video: Skupina vědců objevila v Tichém oceánu tři...

Vynález českých vědců by měl sklízet úspěch na Expo 2020, už má i první ocenění

-

17.9. 15:41 Odborníci z Českého vysokého učení technického (ČVUT)...

Nový satelit NASA začíná měřit vrstvy ledu na Zemi

-

17.9. 11:29 Z Vandenbergovy letecké základny v Kalifornii...

Celý proces tvorby zabere až rok, říká autor encyklopedie zvířat pro děti

-

17.9. 10:48 Výběr živočichů do encyklopedie není snadný úkol, ale...



Stalo se Domácí Vaše zprávy Zahraniční Krimi Kultura Sport Ekonomika Finance Žena Koktejl Komentáře Internet a PC AutoMoto Muži Věda a školy Bydlení Cestování Počasí Téma Speciály Horoskop TV program

ZpětHlavní strana
Podmínky užití služby
Ochrana údajů