09:16 16 ديسمبر/ كانون الأول 2018
مباشر
    بلازما كوارك - غلوون

    مشروع فينيكس: كيف يتم دراسة "الحساء" الذي تجري فيه عملية "طبخ" الكون

    Alina Polyanina
    علوم
    انسخ الرابط
    0 0 0

    أظهرت الدراسات على مصادم الأيونات الثقيلة بسرعات نسبية RHIC أن الحالة الأصلية للكون كانت أشبه بنوع من "الحساء" يسمى "بلازما كوارك-غلوون"، والتي هي عبارة عن سائل يكاد يكون مثالياً.

    ويجري حاليا دراسة خصائصه من قبل التعاون الدولي sPHENIX بمشاركة الجامعة الوطنية للأبحاث النووية "ميفي". ويحدثنا الرئيس المشارك لـ sPHENIX، وهو أستاذ في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، غيونتر رولاند، عن عملية الدراسة هذه وما ستقدمه للبشرية في اجتماع للتعاون الدولي في جامعة ميفي:

    إن بلازما كوارك — غلوون هي حالة ذات درجة حرارة عالية حيث كانت تحتوي على مادة الكون في اللحظات الأولى بعد الانفجار الكبير (بعد فترة من التوسع المتسارع للكون، عندما وصلت إلى حجم مساوٍ لحجم النظام الشمسي تقريباً). هناك العديد من الافتراضات التي يمكن أن تكون مثل هذه الحالة في قلب النجوم الكثيفة للغاية.

    منذ أكثر من 15 عاماً يحاول العلماء من التعاون مع  sPHENIX، الذين يسعون لتحديد خصائص بلازما الكوارك — غلوون، تأكيد أو دحض هذه الافتراضات.

    وقد علّق غيونتر رولاند الرئيس المشارك للتعاون الدولي sPHENIX في حديثه عن هذا الموضوع لوكالة "سبوتنيك" قائلاً:

    وجدنا أنه السائل الأكثر مثالية ضمن كل السوائل الموجودة في الطبيعة. ولكن لم يتضح لنا بعد كيف ترتبط هذه الخاصية بمكونات بلازما كوارك — غلوون. لكن كما يوحي لنا الاسم، فإننا نعلم أن هذه البلازما تتكون من الكواركات والغلوونات. ومع ذلك لم نتوصل بعد إلى معرفة كيفية تفاعلها وما إذا كانت هناك أي حالات مرتبطة جديدة تكونت من الكواركات والغلوونات، التي تنتج مثل هذه السيولة عند المخرجات.

    لذلك، وفي إطار مشروع  sPHENIX، يسعى العلماء إلى بناء "مجهر" قوي للغاية للنظر داخل بلازما كوارك-غلوون من أجل إجراء دراسة مفصلة لهيكل البلازما المجهري.

    وتابع غيونتر رولاند قائلاً:

    إن الخصائص السائلة هي في الأساس خصائص البلازما على مسافات طويلة، أو كما يقولون، في المجال ذو المدى الموجي الطويل. ونحن نعلم أن البلازما — عند مسافات صغيرة جداً — تتكون من الكواركات والغلوونات النقطية. أثناء الانتقال من كائنات النقطة (كائن يمكن تحديد موضعه بواسطة إحداثيات نقطة واحدة على الخريطة) إلى خصائص بلازما كوارك-غلوون على مسافات طويلة، يجب أن يحدث شيء مثير للاهتمام، لذلك نحن بصدد تصميم "مجهر" من شأنه أن يوضح لنا ماذا يحدث بين هاتين المسافتين البعيدتين.

    وبحسب قول العالم، فإن دراسة البلازما كوارك — غلوون هي واحدة من الدراسات المحددة للخصائص الأساسية للطبيعة. ومن أجل أن تكون خاصية بلازما الكوارك — غلوون سائلاً مثالياً تقريباً يجب أن تكون مرتبطة بالتفاعل القوي بين مكوناته، والذي لم يتم بعد وصف جوهره بشكل دقيق.

    لكن البلازما تنتمي أيضاً إلى مواد ذات صلة قوية، وهناك أمثلة كثيرة في مجالات متنوعة في الفيزياء. البعض منها موجود فقط نظرياً (على سبيل المثال، في نظرية الأوتار)، ويمكن للبعض الآخر إعادة إنتاجه في المختبر (على سبيل المثال، أنظمة من ذرات شديدة البرودة). ولذلك ، فإن تعاون sPHENIX لدى دراسة البلازما كوترك-غلوون لا يسعى فقط للإجابة على السؤال المتعلق بخصائص التفاعل القوي، والذي هو في حد ذاته ذو قيمة علمية كبيرة ، لكنه يحاول أيضاً ربط هذه الدراسة بمجالات العلوم الأخرى.

    تم إنشاء التعاون sPHENIX كخلف لتجربة PHENIX. لكن المعدات المزمع استخدامها في جهاز sPHENIX لا تشبه المعدات التي استخدمت مع سابقتها. ويستخدم العلماء الآن، الذين يعملون في نفس المبنى، نفس نظام التغذية بالطاقة والتبريد. لكن المعدات العلمية نفسها، التي تسجل الاصطدامات وتلتقط جميع الجسيمات دون الذرية، هي معدات جديدة تماماً، لأن وصف أصل خصائص البلازما كوارك — غلوون يتطلب قدرات مختلفة اختلافاً جذرياً في معدات التسجيل.

    تشارك 15 دولة في المشروع الجديد، وأكثر من 75 مؤسسة وعدة مئات من المتخصصين، بما في ذلك العلماء والمهندسين الروس.

    وهنا أشار غيونتر رولاند قائلاً:  أحد الأهداف الرئيسية لزيارتنا لروسيا وجامعة "ميفي" هو توسيع فريقنا. ونحن ناقشنا بالتفصيل المساهمة المحددة للجامعة الروسية في هذه التجربة. ونحن نتعاون بشكل مثمر لفترة طويلة مع أنواع معينة من أجهزة الكشف — عناصر معدات sPHENIX.

    وبحسب قوله، من المفترض أن تلعب جامعة "ميفي" دوراً كبيراً في هذا الجزء من تجربة sPHENIX، مثل إنشاء المسعر (جهاز يستخدم في المختبرات الكيميائية لقياس كمية الحرارة الناتجة عن التفاعلات الكيميائية أو الحرارة الناتجة عن تغيرات فيزيائية مثل تحول طوري، بالإضافة إلى قياس الحرارة النوعية للمواد)، وهي عبارة عن نظم فرعية تسجيل جديدة لم تكن موجودة من قبل. هذا النوع الجديد من المسعر هو عنصر أساسي في مشروع sPHENIX.

    انظر أيضا:

    مخاوف من خرق "نسيج الكون"
    آخر أيام الكرة الأرضية... متى يفنى الكون
    مرصد "هابل" يكشف أشياء غريبة جديدة في معدل سرعة توسع الكون
    الكلمات الدلالية:
    الحساء, مجهر, الكون, انفجار, ميفي, وكالة سبوتنيك, روسيا
    معايير المجتمعنقاش
    التعليق بواسطة Facebookالتعليق بواسطة Sputnik