Teoria Einsteina zakłada istnienie dziwnego stanu skupienia materii. Czy uda się go namierzyć w największym na świecie akceleratorze cząstek?
Badania pozwalają zawęzić poszukiwania tajemniczej formy materii, której istnienie zakłada szczególną teoria względności Einsteina. Po ponad dekadzie obserwacji, naukowcy, którzy przyglądają się największemu na świecie akceleratorowi cząstek, uważają, że są blisko ich znalezienia.
Autorzy badań szukają brakującej materii, zwanej „color-glass condensate”, poprzez analizowanie tego, co się dzieje, gdy cząstki nie zderzają się, ale zamiast tego mijają się na niewielkich dystansach. W Standardowym Modelu Fizyki 98% widzialnej materii we Wszechświecie jest trzymanej razem przez podstawowe cząstki zwane gluonami. Są one odpowiedzialne za siłę, która łączy kwarki w protony i neutrony. Kiedy protony są przyspieszane do prędkości zbliżonej do prędkości światła, występuje dziwne zjawisko: stężenie gluonów wewnątrz nich powoduje, że zachowują się one niczym rakiety.
Czytaj też: Wiemy jaką długość będzie miał nowy konkurent Wielkiego Zderzacza Hadronów
Obecność powstałego w tym procesie kondensatu mogłaby wyjaśnić wiele nierozwiązanych tajemnic fizyki. Chodzi m.in. o to, jak powstają cząstki w wysokoenergetycznych zderzeniach albo jak materia jest rozprowadzana w cząstkach. Gdy naładowane cząstki, takie jak protony, są przyspieszane do dużych prędkości, wytwarzają silne pole elektromagnetyczne i uwalniają energię w postaci fotonów. Te wycieki energii zostały kiedyś uznane za niepożądany efekt uboczny akceleratorów cząstek, ale fizycy nauczyli się nowych sposobów na ich wykorzystanie.
Jeśli protony mijają się wzajemnie w akceleratorze, uwalniane przez nie fotony mogą powodować zderzenia protonów z fotonami. Te tak zwane ultraperyferyjne zderzenia są kluczem do zrozumienia wewnętrznego działania protonów o wysokiej energii.
[Źródło: livescience.com; grafika: CERN]
Czytaj też: Wielki Zderzacz Hadronów pomoże wkrótce ogrzać pobliskie domy
