Kosmos u vreloj supi

Naučnici su zavirili u do sada najranije razdoblje nastanka – u prvih nekoliko milionitih delića sekunde posle „Velikog praska” – kada je još postojala tečna kvark-gluonska plazma! U sve to bili su, svakako, umešani i Srbi
Kakva je to nužda skolila urednike čuvenog naučnog časopisa da po kratkom postupku objave jedan članak?
„Fizikal rivju leters”, vodeći u istoimenoj oblasti, za kraće od osam sati prihvatili su da obelodane najsvežije nalaze iz „Velikog hadronskog sudarača” (LHC), pod okriljem Evropskog centra za nuklearna istraživanja (CERN) pokraj Ženeve (na razmeđi Švajcarske i Francuske).

Imajte na umu da su i Srbi u to bili umešani!
Da vas više ne mučimo: istraživači su zavirili u najranije do sada razdoblje posle postanka kosmosa. U prvih nekoliko milionitih delića sekunde nakon „Velikog praska” (Big Bang)! Iz tri od četiri velika ogleda (ATLAS, ALICE i CMS) istraživači su stekli jedinstven uvid u ponašanje materije u trenu koji je nezamislivo brzo usledio, u poređenju s kojim je treptaj svačijeg istinska večnost (nekoliko desetina hiljada puta kraće)!
Očaravajuće, zar ne?

Nepojmljivo uzavrelo rađanje
Sve što postoji i okružuje nas, pa i mi sami u svekolikom beskraju, nastalo je – prema opšteprihvaćenom učenju – pre 13 milijardi i 750 miliona godina. Svojevrsni veštački „veliki prasak”, izazvan sudaranjem čestica (jona) olova ubrzanim maltene brzinom svetlosti (svetlost je konačna brzina u kosmosu – oko 300.000 kilometara u sekundi), dočarao je uslove u kojima je 500.000 puta bilo toplije nego u središtu Sunca. Nepojmljivo uzavrelo rađanje!

Šta se u tom magnovenju, u stvari, zbilo?
Odranije je poznato da se sudarima čestica na veoma visokim energijama (nastaju kada jedne druge pogađaju ogromnom brzinom) materija pojavljuje u neobičnom stanju, nazvanom kvark-gluonska plazma. Kosmos je u tim trenucima bio suviše vruć i nabijen energijom da je sve to podsećalo na nezamislivo vrelu supu.

Kvarkovi i gluoni se, uostalom, zgušnjavaju (kondenzacija) u krupnije čestice tek kada temperatura dovoljno opadne. Kako je izgledala ova nesvakidašnja kaša?

Pretpostavlja se da su na samom početku stvaranja univerzuma vladale tako visoke temperature da protoni i neutroni, sastojci jezgra atoma, a time i sama jezgra, još nisu postojali, objašnjava akademik Đorđe Šijački, naš vodeći teorijski fizičar. Umesto toga, bio je ispunjen materijom u drugačijem stanju od onog koje danas vidimo, a po analogiji s jonizovanim gasom naziva se – kvark-gluonska plazma. S potonjim hlađenjem od kvarkova i gluona uobličili su se protoni i neutroni i, konačno, materija koju danas vidimo.

U jednom od četiri velika detektora (ALICE), na kojem sarađuju i naučnici iz Srbije, veštački su stvorili neverovatno vruće i guste subatomske „vatrene kuglice”, nalik loptastim munjama našeg Nikole Tesle, ali kudikamo manjim. Potvrdili su, naime, da je dotična supa bila u vidu tečnosti male gustine ili viskoznosti (svojstvo da se opire promeni položaja svojih molekula). Na osnovu toga se zaključuje: novostvoreni kosmos se u začetku ponašao kao savršena tečnost (fluid).

Na nešto nižim energijama do sličnog saznanja došli su u Nacionalnoj laboratoriji Brukhejven (SAD). Mnogi poznavaoci su iznenađeni, očekujući da će u CERN-u pre iskrsnuti plazma u obliku gasa nego tečnosti.

Nova fizika na pomolu?
Jedva da su se navršile tri sedmice, a već su pojedine pretpostavke u vezi sa uslovima u ranom kosmosu odbačene. „Veliki hadronski sudarač” postao je zadivljujuća „mašina velikog praska”. U ostala dva opita (CMS i ATLAS) opaženo je šta se to zbivalo u prvotnoj materiji. Ubrzo nakon sudara jona olova, pojavili su se mlazevi kvarkova i gluona iz pomenutog majušnog „velikog praska”, na osnovu čega će fizičari saznati u šta se preobratila ta strahotna prvobitna zbrka (haos).

Najnoviji nalazi su jedva vrh ledenog brega budućih otkrića. Sudaranje čestica na sve višim energijama vratiće naučnike u prvi milioniti delić sekunde kosmosa.

Da li je na pomolu nova fizika?
Kvantna hromodinamika, teorija nuklearnih sila, predviđa da se u sudaru dva teška jezgra, ubrzana od veoma visokih energija za vrlo kratko vreme, protoni i neutroni „tope” (rastaču) oslobađajući kvarkove i gluone koji obrazuju kvark-gluonsku plazmu. Istraživači na ATLAS-u, među kojima su i iz Srbije, otkrili su karakterističan signal koji nastaje u vreloj i zagrejanoj materiji, znatno snažniji (intenzivniji) od svega do sada zabeležnog, naglašava akademik Đorđe Šijački.

Budućim proučavanjem tog traga naučnici će bolje upoznati novo stanje materije, kvark-gluonsku plazmu, i dublje shvatiti jaku nuklearnu silu, jednu od četiri osnovne koje vladaju u celokupnoj prirodi, a odgovornoj za formiranje protona i neutrona.

Četiri detektora-grdosije (ATLAS, CMS, LHCb i ALICE) smeštena su na dubini od sto metara pod zemljom, od kojih je poslednji visok 16 i dugačak 26 metara, a teži 10.000 tona. Svake sekunde zabeleži 1,2 gigabajta podataka (dva CD-a), a na čvrsti disk može da upiše gotovo dva miliona puta više, što premašuje tri miliona kompakt-diskova! Da bi se to prikupilo, valja danonoćno uposliti 50.000 najsavremenijih ličnih računara (PC).

Stanko Stojiljković – Politika