بحث جديد يسلط الضوء على استكشاف المادة البدائية في الكون

كشف مختبر بروكهافن الوطني في الولايات المتحدة عن نتائج مبكرة هامة لتجاربه باستخدام كاشف sPHENIX في مصادم الأيونات الثقيلة النسبي (RHIC) وجرت التجارب من خلال تصادمات بين أيونات الذهب، مما يعد خطوة كبيرة نحو فهم بلازما الكوارك-جلوون، وهي الحالة البدائية للمادة التي يعتقد أنها كانت موجودة أجزاء من الثانية بعد الانفجار العظيم.

ما هي بلازما الكوارك-جلوون؟

بحسب النظريات الفيزيائية، تعتبر بلازما الكوارك-جلوون حالة فائقة الحرارة والكثافة تضم كواركات وجلوونات حرة، وهي اللبنات الأساسية للمادة واستطاع RHIC، من خلال تسريع نوى الذهب إلى طاقة 200 جيجا إلكترون فولت لكل نيوكليون، إعادة خلق هذه الحالة في ظروف مختبرية.

تم إطلاق كاشف sPHENIX كتحسين على الكاشف السابق PHENIX، وقد أثبت فعاليته برصد اختلافات مهمة بين التصادمات المركزية والطرفية وتنتج التصادمات المركزية جزيئات وطاقة أكثر عشرة أضعاف، مما يعزز من دقة النتائج والتحقق من أجهزة القياس.

الخطوات المقبلة

مع اقتراب انتهاء تشغيل RHIC في 2025، يخطط العلماء لاستخدام sPHENIX في اختبار مفهوم “المجهر النفاث”، لدراسة تفاعلات الكواركات والجلوونات داخل البلازما وستركز الأبحاث على مقارنة الفقدان في الطاقة بين نفاثات الكوارك الخفيفة والثقيلة.

يواصل مصادم الهادرونات الكبير (LHC) في سيرن، إجراء تجارب مماثلة على بلازما QGP باستخدام نوى الرصاص وهذه النتائج تكمل الدراسات التي تجرى في RHIC وتساهم في زيادة الفهم العالمي لهذه المادة المعقدة.

بداية رحلة علمية جديدة

وفي تعليق لأحد المتحدثين باسم مشروع sPHENIX، أشار إلى أن “القياسات الأولى تعد أساسًا لبرنامجنا العلمي حول بلازما الكوارك-جلوون، ومقدمة لفصل حافل بالاكتشافات العلمية.”

تنطلق جهود الباحثين لفهم نشأة الكون مدفوعة ببيانات دقيقة وأجهزة متطورة لدراسة واحدة من أكثر الحالات الفيزيائية تعقيدا وغموضًا على الإطلاق.