کشف جدید در سرن: برخورد اتم‌های اکسیژن، دریچه‌ای به جهان اولیه

پژوهشگران در سازمان اروپایی پژوهش‌های هسته‌ای (سرن) برای نخستین بار با برخورد دادن یون‌های اکسیژن در «برخورددهنده بزرگ هادرون»، موفق به بازسازی شرایط جهان در لحظات اولیه پس از مهبانگ شدند. این آزمایش درک دانشمندان از ماده بنیادی تشکیل‌دهنده کیهان را عمیق‌تر می‌کند.

پژوهشگران در سازمان اروپایی پژوهش‌های هسته‌ای (CERN) برای نخستین بار با برخورد دادن یون‌های اکسیژن در «برخورددهنده بزرگ هادرون» (LHC)، موفق به بازسازی شرایط جهان در لحظات اولیه پس از مهبانگ شدند. این آزمایش درک دانشمندان از «پلاسمای کوارک-گلوئون»، ماده بنیادی تشکیل‌دهنده کیهان، را متحول می‌کند.

این آزمایش که در چارچوب پروژه «آلیس» (ALICE)، یکی از آشکارسازهای اصلی برخورددهنده بزرگ هادرون، انجام شد، بر بازآفرینی «پلاسمای کوارک-گلوئون» متمرکز بود. این پلاسما حالتی از ماده است که تصور می‌شود در چند میلیونیوم ثانیه نخست پس از مهبانگ، پیش از آنکه کوارک‌ها و گلوئون‌ها برای تشکیل پروتون‌ها و نوترون‌ها به یکدیگر بپیوندند، بر کل کیهان حاکم بوده است.

دانشمندان با شتاب دادن به یون‌های اکسیژن تا سرعتی نزدیک به سرعت نور و برخورد دادن آن‌ها به یکدیگر، دریافتند که این برخوردها مقادیر بسیار زیادی از پلاسمای کوارک-گلوئون تولید می‌کند. نتایج نشان داد این ماده رفتاری شبیه به یک «مایع کامل» با گرانروی (ویسکوزیته) تقریباً صفر دارد؛ یافته‌ای که با مدل‌های نظری پیشین هم‌خوانی دارد.

به گفته لوچانو موسا (Luciano Musa)، سخنگوی آزمایش آلیس، این دستاورد یک حلقه مفقوده مهم را در پژوهش‌های پیشین تکمیل می‌کند. پیش از این، آزمایش‌ها تنها با پروتون‌ها (ذرات سبک) و هسته‌های سرب (ذرات بسیار سنگین) انجام شده بود. مطالعه برخورد یون‌های اکسیژن به عنوان یک سیستم با اندازه متوسط، به دانشمندان کمک می‌کند تا بفهمند چگونه ویژگی‌های پیچیده این مایع اولیه از سیستم‌های ساده‌تر پدیدار می‌شود.

این موفقیت نه تنها درک ما از تکامل اولیه کیهان را بهبود می‌بخشد، بلکه راه را برای آزمایش‌های دقیق‌تر در آینده هموار می‌سازد. فیزیکدانان امیدوارند با تحلیل داده‌های این آزمایش، به شناخت بهتری از نیروهای بنیادی طبیعت و ماهیت ماده در شدیدترین شرایط ممکن دست یابند.