Atkurta pirmųjų akimirkų Visatos istorija
Mokslininkai iš Rice universiteto sugebėjo užfiksuoti šiluminį pirminės materijos pėdsaką, egzistavusį pirmosiomis mikrosekundėmis po Didžiojo sprogimo. Tai pirmasis kartas, kai tiesiogiai išmatuota, kaip atvėso kvarkų-gliuonų plazma – pirminis dalelių sriuba, užpildžiusi naujagimę Visatą. Šis tyrimas leido atkurti pirmykštės plazmos atvėsimo procesą.
Inovatyvus matavimo metodas
Esant trilijonų laipsnių temperatūrai, jokie termometrai negali išgyventi, todėl fizikai naudojo gudrų metodą: elektronų-pozitronų poras, kurios išsiskiria iš plazmos per atominių branduolių susidūrimus RHIC dalelių greitintuve. Šios poros beveik nesąveikauja su aplinkine medžiaga ir perduoda nesugadintą informaciją apie temperatūrą, panašiai kaip rentgeno spinduliai prasiskverbia pro kūną.
Detektoriaus iššūkiai ir sėkmė
STAR detektorius turėjo sugauti šias poras tarp trilijonų kitų dalelių. Ši užduotis buvo panaši į konkrečios snaigės paiešką pūgoje – tik viena iš kiekvienos 100-200 porų nešiojo reikalingą signalą. Metai įrenginio kalibravimo atsipirko rezultatais.
Dvi aiškios temperatūrinės zonos
Matavimai parodė dvi aiškias temperatūrines zonas. Vėlesnėje stadijoje, kai plazma jau virto įprasta materija, temperatūra siekė 2 trilijonus laipsnių Celsijaus. Tai tiksliai atitiko kvantinės chromodinamikos prognozes fazinio perėjimo momentui. Ankstyvojoje stadijoje plazma švietė 3,25 trilijono laipsnių temperatūroje – karščiau už bet kurio žinomo žvaigždės paviršių.
Visatos vėsimo istorija
Temperatūrų skirtumas atskleidžia Visatos vėsimo istoriją. Sunkiosios elektronų-pozitronų poros gimė pradžioje, kai energijos buvo daugiau nei pakankamai. Lengvesnės poros atsirado vėliau, Visatai atvėsus iki „tik“ dviejų trilijonų laipsnių. Kiekviena pora yra tam tikro plazmos evoliucijos momento fotografija.
Tiksli pirmykštės Visatos žemėlapis
Dabar fizikai turi tikslią terminę Visatos būsenos žemėlapį per mikrosekundes po jos gimimo. Šis atradimas ne tik patvirtina teorines prognozes, bet ir praturtina mūsų supratimą apie Visatos atsiradimą bei evoliuciją.
