Big Bang bulmaca: Gizemli sıvı nasıl her şeye dönüştü?
Evrenin nasıl ortaya çıktığına dair ana teori Büyük Patlamadır Evren 14 milyar yıl önce tek bir nokta olarak, çok sayıda temel parçacığı içeren tek boyutlu bir nokta olarak mevcuttu. Son derece yüksek ısı ve enerji, onun genişlemesine ve bildiğimiz şekliyle evrene genişlemesine neden oldu ve bu genişleme bu güne kadar devam ediyor. Big Bang'in ilk sonucu, yalnızca birkaç mikrosaniye, yaklaşık 10 milyar Fahrenheit (5.5 milyar santigrat derece) için var olan sıcak ve enerjik bir sıvıydı. Bu sıvıda bulunan madde, tüm maddelerin temel bileşiminden daha az değildir. Evren soğuduğunda parçacıklar bozulur veya her şeyi üretmek için birleşir. Quark Gluon Plasma (QGP), bu gizemli maddenin adıdır ve buna kuarklar (temel parçacıklar) ve gluonlardan oluştuğu için denir. Fizikçi Rosi J. Reed ) Gluonları "kuarkların birbirleriyle konuşmak için kullandıkları bir şey" olarak tanımlar.
Boko Park-Science Popularization: Reid, Lehigh Üniversitesi Fizik Bölümü'nde yardımcı doçenttir.Araştırma alanı deneysel yüksek enerji fiziği içermektedir. Bu nedenle, ışık hızına yakın bir hızda ağır iyonlarla (altın gibi) çarpışırlar ve güneşin iç sıcaklığından 100.000 kat daha yüksek bir ortam yaratarak ortamı yeniden oluştururlar. Bu çarpışma, Büyük Patlama'dan sonra kuark-gluon plazmasının madde haline gelme sürecini simüle etti, ancak tam tersi oldu: Isı iyonun protonlarını ve nötronlarını eriterek içinde saklı olan kuarkları ve gluonları serbest bıraktı. Dünyada ağır iyonlarla çarpışabilen sadece iki operasyonel hızlandırıcı var, ancak Amerika Birleşik Devletleri'nde sadece bir tane var: Brookhaven Ulusal Laboratuvarı'nda Göreli Ağır İyon Çarpıştırıcısı (RHIC). Reed, RHIC (STAR) solenoid izleyiciler üzerinde deneyler yapan uluslararası bir bilim insanı ve mühendis ekibi olan STAR ortak projesinin bir parçasıdır. Yıldız dedektörleri çok büyüktür ve aslında birçok dedektörden oluşur.
RHIC'de kristal küre kırılma fotoğrafçılığı yoluyla yeni bir perspektif yıldız probu. Bu fotoğraf, 2018 Brookhaven Ulusal Laboratuvarı Photowalk projesinin finalistlerinden biriydi. Resim: Joe Caggiano
Bir ev kadar büyük ve 1200 ton ağırlığındaki STAR'ın uzmanlığı, kuark gluon plazmasının özelliklerini bulmak için her iyon çarpışmasında RHIC'de üretilen binlerce parçacığı takip etmektir. Deney yaparken, iki 'düğmeyi' değiştirebilirsiniz: biri altına karşı altın, diğeri proton ve proton ve çarpışma enerjisidir. İyonlar, farklı enerji-kütle oranlarına ulaşmak için farklı yollarla hızlandırılabilir. Araştırma ekibi, farklı dedektörler kullanarak farklı çarpışma enerjilerine sahip iyonlarla çarpışır.Amaç, kuark gluon plazmasının bir faz diyagramı, yani malzeme farklı basınç ve sıcaklık koşulları altında değiştiğinde faz geçiş noktası çizmektir. Kuark-gluon plazmasının faz diyagramını çizmek, pozitif yüklü protonları toplayan kuvvet olan kuantum kromodinamiği (QCD) olarak da bilinen nükleer kuvveti de haritalayabilir.
İyonun merkezinde bir grup proton ve nötron vardır. Bunlar pozitif yüklüdür ve birbirlerini itmeleri gerekir, ancak onları bir araya getirmek için 'güçlü bir kuvvet' var mı? Faz diyagramının yanı sıra plazma ve normal madde arasındaki faz geçişinin yeri ve varlığı çok önemlidir.Bu, doğanın dört temel kuvvetinden birinin sıcaklık ve enerji yoğunluğu bakımından nasıl benzer olduğunu anlamamız için eşsiz bir fırsattır. Büyük patlamadan birkaç mikrosaniye sonra çalıştırıldı. RHIC dedektörünü daha iyi haritalama "gücü" için yükseltti. STAR ekibi, faz değişim haritalaması için ışın enerjisi taraması (BES) kullandı. Projenin ilk bölümünde, sözde bis -İ'de, ekip "ilginç sonuçlar" içeren gözlemlenebilir kanıtlar topladı. Reed, bu araştırma sonucunu APS Nükleer Fizik Departmanı ve Japonya Fizik Topluluğu'nun Ekim 2018'de Hawaii'deki beşinci ortak toplantısında yayınladı.
Bu fotoğraf Brookhaven Ulusal Laboratuvarı tarafından 2018'de çekildi. Resim: Steven Schreiber
Konferansın teması, "RHIC'de Enerji ve Tür Taraması ile Kuark Gluonlarının Plazma Sınırının Test Edilmesi" idi. Bununla birlikte, sınırlı istatistiksel veriler, kabul ve zayıf olay düzlemi çözünürlüğü, bulgular hakkında kesin sonuçlara varılmasına izin vermez. Projenin bs-ii olarak adlandırılan ikinci aşaması, Reed ve STAR ekip üyelerinin devam eden iyileştirmeleri de dahil olmak üzere, olay planı algılayıcısının yükseltilmesi de dahil olmak üzere ilerliyor. Ortak çalışanlar arasında Brookhaven ve Ohio Eyalet Üniversitesi bilim adamları yer alıyor.
STAR ekibi, yeni olay planı algılayıcısını kullanarak 2019 ve 2020'de deneylere devam etmeyi ve veri toplamayı planlıyor. Yeni dedektör, çarpışmanın yerini doğru bir şekilde bulmak için tasarlanmıştır ve çarpışmanın özelliklerini, özellikle de çarpışmanın "önden" derecesini açıklamaya yardımcı olacaktır. Bu aynı zamanda diğer tüm dedektörlerin ölçüm yeteneklerini geliştirmeye yardımcı olacaktır .. STAR işbirliği, Mart 2019'da RHIC'de bir sonraki deneyi gerçekleştirmeyi planlıyor.
Boko Park-Bilim Popülerleştirme Gönderen: Lehigh Üniversitesi
Brocade Park - Evren Biliminin Güzelliğini Sunuyor
