Weltweit kleinste Flüssigkeitströpfchen in Atom Smasher erstellt

Wissenschaftler glauben, sie haben die kleinsten Tropfen Flüssigkeit je geschaffen – die Größe von nur drei bis fünf Protonen.

Die Tropfen wurden im größten Teilchenbeschleuniger der Welt, der Large Hadron Collider (LHC) in der Schweiz, wo die Partikel bis zu nahe Lichtgeschwindigkeit beschleunigt und dann zertrümmert zusammen. Als Forscher Protonen mit Blei Kerne kollidierte, waren sie überrascht, dass das Ergebnis teeny, kleine Tröpfchen der Flüssigkeit war.

Diese Flüssigkeitstropfen sind winzig, bei etwa 1/100.000 der Größe eines Wasserstoffatoms oder 1/100.000.000 die Größe eines typischen Virus. [Blendend Tröpfchen: Fotos zeigen Mini-Welten]

Die Forscher betrachten die Tröpfchen Flüssigkeit, weil sie mehr wie eine Flüssigkeit als jeder andere Staat der Materie wie fließen.

"Mit dieser Entdeckung, wir scheinen zu sehen, den Ursprung des kollektiven Verhaltens" Vanderbilt University Physiker Julia Velkovska in einer Erklärung sagte. "Unabhängig von den Materialien, den wir verwenden, Kollisionen zu heftig genug, etwa 50 subatomaren Teilchen zu produzieren, bevor wir anfangen, kollektive, flowlike Verhalten, siehe" hinzugekommen Velkovska, wer ist ein Co Einberufer des Schwerionen-Programms des CMS-Detektors, der LHC-Experiment, wo die Tropfen gemacht wurden.

In der Tat scheinen die Tröpfchen zu winzigen Bits eines der heißesten Flüssigkeiten bekannt, genannt Quark-Gluon-Plasma. Dieses Plasma ist im Wesentlichen eine Suppe aus Quarks und Gluonen (die subatomaren Zutaten aus Protonen und Neutronen, aus denen Atomkerne), am LHC und anderen Teilchenbeschleunigern vor gebildet worden.

Als Quark-Gluon-Plasma in den frühen 2000er Jahren innerhalb der relativistischen Heavy Ion Collider am Brookhaven National Laboratory auf Long Island entdeckt wurde, dachte Physiker zunächst, würde es sich Verhalten wie eine Gas. Stattdessen fanden sie es flüssige Eigenschaften hatte. Wissenschaftler glauben, dass dieses Plasma stellt den Zustand der das ganze Universum nur wenige Augenblicke nachdem es in dem Urknall entstand, als das Universum extrem heißen und dichten war.

Die ersten künstlichen Quark-Gluon-Plasma wurde produziert von smashing zwei gold Kerne zusammen und wurde später neu mit Kollisionen von zwei Blei-Kerne. Die CMS-Forscher wollten testen, ob Quark-Gluon-Plasma auch gemacht werden könnte, durch Kollision einen Blei-Kern mit einem Proton, das nur 1/208 hat die Masse von Blei; Sie erwartet, dass diese Auswirkungen nicht energisch genug, um das Plasma zu produzieren wäre.

"Die Blei-Proton-Kollisionen sind so etwas wie eine Kugel durch einen Apfel, schießen, während Blei-Blei-Kollisionen mehr wie zwei Äpfel zusammen zerschlagen werden: viel mehr Energie wird freigesetzt, im letzteren," sagte Velkovska.

Die Ergebnisse des Experiments waren unerwartet. Bei etwa 5 Prozent der Kollisionen – jene, die am heftigsten waren – genug Energie, um die "Bullet Hole", wo das Proton durch die Führung, dass einige der Protonen und Neutronen es geschmolzen zertrümmert, veröffentlicht wurde. Dieses Material schien Form Tröpfchen Flüssigkeit etwa ein Zehntel der Größe des Quark-Gluon-Plasma-Chargen erstellt von Blei-Blei und Gold-Gold Auswirkungen.

Quark-Gluon-Plasma ist noch eine geheimnisvolle Form der Materie, und die Wissenschaftler nicht absolut sicher sein kann, dass was sie sahen Flüssigkeitströpfchen waren. Weitere Tests sollte dazu beitragen, diese Auslegung und andere möglichen Erklärungen für die Ergebnisse unterscheiden, sagte der Forscher.

Velkovska und ihre Kollegen detailliert ihre Ergebnisse in ein Papier vorgelegt, der Zeitschrift Physics Letters B.

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