Voller Gold! Big Bang "Particle Suppe" im Labor erstellt werden

Anmerkung der Redaktion: dieser Artikel wurde aktualisiert, um 4:00 Uhr ET

Ein neues Experiment, das gold Kerne bei nahe Lichtgeschwindigkeit zerschlägt könnte die Partikel Suppe erstellt einen Augenblick nach dem Urknall nachahmen.

Das Experiment, die auf dem US-Department of Energy Brookhaven National Laboratory in New York durchgeführt wird, hat gerade erst begonnen, flüssiges Helium in 1.740 supraleitenden Magneten, um den absoluten Nullpunkt (minus 273 Grad Celsius oder minus 459 Grad Fahrenheit) in der Nähe von Chill zu Pumpen. Zu diesem Zeitpunkt können die Magnete auf unbestimmte Zeit ausführen, ohne irgendwelche Energie zu verlieren.

Das Team wird dann Strahlen aus gold Ionen Steuern — Goldatome beraubt ihrer Elektronen und positiv geladenen – ineinander mit fast Lichtgeschwindigkeit, Erstellen von sengenden Temperaturen von 7,2 Billionen Grad Fahrenheit (4 Billionen Grad Celsius). Das ist 250.000 Mal heißer als die Sonne feurigen Kern.

Diese extrem heißen Bedingungen schmelzen"" die Goldatome Protonen und Neutronen, Plasma ihrer konstituierenden Quarks und Gluonen, die masselosen Kleber, die Quarks zusammenhält, die nachahmen der Ursuppe der Partikel gefunden kurz nach dem Urknall, zu schaffen. Durch das Studium des Plasmas, hofft das Team um zu erklären, wie das frühe Universum entwickelte sich aus diesem Staat, was es heute ist. [Bilder: Peering zurück zum Urknall & frühen Universum]

Mehr Fokus

Die Experimente werden in 2,4 Meilen langen (3,9 km) unterirdischen Atom Smasher, genannt der relativistischen Heavy Ion Collider (RHIC), für 15 Wochen auf 100 Milliarden Elektronenvolt (GeV) pro kollidierenden Proton oder Neutron ausgeführt. (Protonen und Neutronen in den gold Kernen kollidieren ineinander innen RHIC.)

Obwohl Wissenschaftler ähnliche Experimente seit dem Jahr 2000 laufen, wird das 3,5-Monat-Experiment eclipse all diese Bemühungen, erstellen die gleiche Anzahl von Kollisionen als alle vorherigen Versuche kombiniert, sagte der Forscher.

"In Bezug auf Physik, wird diesen Lauf so gut wie alle vorherigen Ausführungen kombiniert, Wolfram Fischer, sein" assoziieren Vorsitzender für Beschleuniger in Brookhaven Collider-Accelerator-Abteilung, sagte in einer Erklärung.

Der Grund für diese verbesserte Leistung gehört eine viel höhere Rate von Kollisionen, die tritt auf, weil die Lichtstrahlen gold Ionen Kühler und stärker konzentriert als in bisherigen Bemühungen sind. In einem Schwerpunkt Technik Sensoren messen die zufällige Bewegungen der kleinen subatomaren Teilchen und verwenden Sie elektrische Felder, um diese Atome wieder in Linie zu lenken. Das neue Experiment schließlich nutzt diese Technik, genannt stochastische Kühlung, die Balken in drei Dimensionen zu konzentrieren.

Die winzigen Flecken, wo die Balken aufeinander, haben auch geschrumpft, dank supraleitenden Radiofrequenz (RF) Hohlräume. Diese Hohlräume erzeugen elektrische Felder, die Ionen zu höheren Energien zu beschleunigen, ohne ausbreiten, und das supraleitende Material ermöglicht es ihnen, eine größere Spannung, wodurch stärkere Felder verwenden.

"Dieses neue RF-System bietet noch mehr konzentrieren als die herkömmlichen Hohlräume bereits am RHIC installiert zwingen,", sagte Fischer.

Seltene Partikel

Das Experiment verwendet auch aktualisierte Siliziumdetektoren, ähnlich wie die Sensoren gefunden in einer Digitalkamera, die besser erkennen kann seltene Partikel, wie z.B. exotische schwere Quarks bekannt als "Charme" und "Schönheit". Obwohl diese Teilchen kurzlebig sind, sollte nur ein Haar Breite vor der verfallenden Reisen, die neuen Sensoren in der Lage, sie zu erkennen, bevor sie verschwinden durch die Messung der Partikel, die, denen Sie zu machen.

Die "Silizium-Sensoren haben noch nie da gewesenen Schlankheit – nur 50 µm, etwa die Hälfte der Dicke eines menschlichen Haares" Brookhaven Physiker Jamie Dunlop in einer Erklärung sagte. "ihre Schlankheit und hoher Auflösung erlaubt Studien wie Partikel der schweren Quarks Flow aus RHICs Quark-Gluon-Plasma gemacht."

Anmerkung der Redaktion: dieser Artikel wurde korrigiert, um anzuzeigen, dass Brookhaven National Laboratory in New York, nicht Illinois befindet.

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