29 september 2020

Faseovergang van quarksoep naar atomen tijdens oerknal was scherp [Update]

Mmmmmm, een soep van quarks en gluonen (credit: Megan Strand)

Natuurkundigen hebben bij experimenten met de Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) deeltjesversneller van het Brookhaven National Laboratory (BNL) in de verenigde Staten ontdekt dat er een scherpe faseovergang optrad toen de hete ‘soep’ van quarks en gluonen door een daling van de temperatuur veranderde in de protonen, neutronen en elektronen van atomen, de bouwstenen van materie. Die faseovergang moet tijdens de oerknal hebben plaatsgevonden, waarmee 13,8 miljard jaar geleden het heelal ontstond. In de RHIC deeltjesversneller worden al jaren experimenten uitgevoerd, waarmee de oerknal wordt nagebootst, en bij die experimenten laat men zware kernen van goudatomen tegen elkaar botsen. [Update] Ik kwam nog een grafiek tegen met een  zogenaamd nucleair fasediagram van de STAR collaboratie van de RHIC, welke is rechtsonder laat zien.

Nucleair fasediagram van de STAR collaboratie van de RHIC. Credit: STAR collaboration.

Door de enorme temperaturen die bij die botsing plaatsvinden, tot wel 4 biljoen graden ºC, kunnen de protonen, neutronen en elektronen in de atomen uiteenvallen in hun bouwstenen, de elementaire quarks en gluonen. Er ontstaat dan heel eventjes een soep van losse quarks en gluonen, formeel een quark-gluon plasma (QGP) genoemd, die normaal gesproken nooit alleen in de natuur voorkomen. Als de temperatuur weer onder een bepaalde waarde zakt vindt een faseovergang plaats, zoiets als de overgang van ijs in water, en uit recente metingen blijkt die overgang niet geleidelijk te gaan, maar zeer abrupt, een scherpe overgang zoals ze dat noemen. De onderzoekers vermoeden dat er ook een soort kritisch punt is, de gele stip in de afbeelding, waar de scherpe overgang abrupt overgaat in een meer continue overgang bij hogere temperaturen. Voor de liefhebbers is alles in dit vakartikel na te lezen, onlangs gepubliceerd in Physical Review D, 2014; 89. Bron: Universiteit van Illinois + Science Daily.

Speak Your Mind

*

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.