پلاسماي گلئون-کوارک
برخوردهاي يون سنگين در سرن بايد بتواند کوتاه‌ترين پالس‌هايي که تا کنون بوجود آمده را توليد کند. شبيه سازي رايانه‌اي دانشگاه تکنولوژي وين، اتريش، نشان مي‌دهد که اين پالس‌ها آنقدر کوتاه هستند که حتي با فناوري امروز قابل شناسايي نيستند. روشي پيشنهاد شده که دقيق‌ترين کرونومتر جهان را توليد کند. يعني کوتاه‌ترين پالسي که مي‌توان دريافت کرد. آشکارسازي که سال ۲۰۱۸ در سرن نصب خواهد شد، اين کار را خواهد کرد.
پديده‌اي که از اين پالس‌هاي خيلي کوتاه استفاده مي‌کند، با ليزرهاي پالس فوقِ کوتاه قابل شناسايي است. امروز، مدت زمان پالس اوتوثانيه (يک ميليارد ميلياردم ثانيه) قابل توليد است. ولي اين رکوردها را ساعت اتمي برخورددهنده پلاسمايي سرن شکسته است.
توده اي به رنگ طلايي مي‌بينيد همان فضاي پلاسمايي گلئون‌ها و کوارک‌ها هستند.
در آزمايش ALICE در سرن، هسته‌هاي پيشرونده، تقريباً با سرعت نور حرکت مي‌کنند. باقيمانده هسته‌هاي پراکنده شده باهم ذرات جديدي توليد مي‌کنند که از پلاسماي گلئون- کوارک بوجود آمده است. ماده‌اي که آنقدر داغ است که حتي فوتون‌ها و نوترون‌ها مذاب هستند. ساختمان آنها (کوارک‌ها و گلئون‌ها) بدون اينکه قيدي نسبت بهم داشته باشند، در کنار هم ماده‌اي درست کرده‌اند. اين ماده فقط در يوکتوثانيه ( 1024 ثانيه) مي‌تواند وجود داشته باشد.
از گلئون-کوارک بوجود آمده در برخورد دهنده، پالس نوري توليد مي‌شود که اطلاعات ارزشمندي درباره‌ي پلاسما بدست مي‌دهد. بااين حال فناوري اندازه‌گيري قديمي آنقدر آرام است که نمي‌تواند اين مقياس زماني را تفکيک کند.
آندرياس ايپ مي‌گويد:«به همين دليل است که ما از اثر هانبري براؤن-توئيس مجبوريم استفاده کنيم که ايده آن اساساً از نجوم مي‌آيد.» در اين آزمايش (اثر مذکور)، ارتباط بين دو آشکارساز مختلف مطالعه شده است. اين روشي است که قطر ستاره را به دقت مي‌توان محاسبه کرد. پيتر سومکوتي دانشجوي دکتراي دانشگاه وين مي‌گويد:«بجاي مطالعه‌ي فواصل دور، اين اثر را مي‌توان براي فواصل زماني کوتاه هم استفاده کرد.» سومکوتي محاسبات رايانه‌اي زيادي را در اين زمينه انجام داده است.
تصويري از کهکشان نامنظم قيفاووس در صورت فلکي قيفاووس که توسط تلکسوپ فضايي هابل گرفته شده است.
شبيه‌سازي‌ها نشان مي‌دهد که پالس‌هاي يوکتوثانيه‌اي پلاسماي گلئون-کوارک مي‌تواند با آزمايش هانبري براؤن-توئيس قابل تفکيک باشد. ايپ مي‌گويد:«کاري مشکل، ولي قابل دستيابي است.» اين آزمايش نيازي به آشکارسازهاي گرانقيمت اضافي ندارد. با يک کالري‌متر هم قابل انجام است که براي سال ۲۰۱۸ برنامه نصب آن ريخته شده است. آزمايش ALICE دقيق‌ترين کرونومتر تاريخ علم خواهد شد.، که البته هدف اين آزمايش چنين چيزي نيست. ولي اينهم جزئي از دستاوردهاي آزمايش خواهد بود که در آزمايش‌ها و کشف‌هاي علمي آينده تأثير بسزايي خواهد داشت.
 |
هنوز سؤالات زياد بدون جوابي در فيزيک پلاسماي گلئون-کوارک باقي است. به شکل عجيبي چسبناکي کمي دارد و از هر مايعي که تا کنون شناخته‌ايم، ظريف‌تر است. حتي اگر از حالت عدم تعادل شروع شود، به تعادل گرمايي بسيار سريعي مي‌رسد. با مطالعه‌ي پالس‌هاي نوري پلاسماي گلئون-کوارک مي‌تواند اطلاعات جديدي بهتر از درک ما از حالت ماده بدست دهد. |
در آينده، پالس‌هاي نوري شايد حتي براي تحقيقات هسته‌اي هم مفيد باشد. آندرياس ايپ مي‌گويد:«آزمايش‌هايي با دو پالس نوري اغلب در فيزيک کوانتمي مورد بررسي قرار مي‌گيرد. اولين پالس حالت جسم را در حين مطالعه عوض مي‌کند. و پالس دوم کمي بعد از آن اندازه گيري را تغيير مي‌دهد.» با پالس‌هاي يوکتوثانيه، اين دستاوردها تاکنون در چنين حوزه‌هايي قابل دسترس نبود.
در مطلب بعدي در مورد اساس نظريه و آزمايش گلئون پلاسما-کوارک به زبان ساده خواهيد خواند.