نحن نعرف القليل جدًا عن الدقيقة القليلة الأولى بعد الانفجار الكبير. لدينا نظريات ، ومعظمها ما زلنا نتخيل مزدوجًا وثلاثًا لمعرفة ما إذا كانت ذات معنى علمي بالفعل. يمكن أن تبدو عملية البحث مملة في بعض الأحيان ، لكن الوافد الجديد من لونغ آيلاند يقدم تطورات واعدة في سعينا لفهم كيف أصبح عالمنا.
في ورقة حديثة لمجلة فيزياء الطاقة العالية ، أعلن الباحثون في تعاون Sphenix أنها اجتازت اختبار “شمعة قياسية” بألوان طيران ، وتصطاد وقياس مستوى الطاقة في تصادم أيونات الذهب التي تسافر بالقرب من سرعة الضوء.
كاشف Sphenix هو أداة 1000 طن ، من طابقين مزودة بكاميرا قوية تصطاد وتقيس 15000 تصادم الجسيمات في الثانية. إنها الترقية التي طال انتظارها إلى Phinix ، وهو كاشف يتقاعد الآن في مصادم Ion الثقيل في مختبر Brookhaven الوطني (RHIC).
“هذا يشير إلى أن الكاشف يعمل كما ينبغي” ، هذا ما ينبغي “. “يبدو الأمر كما لو كنت قد أرسلت تلسكوبًا جديدًا في الفضاء بعد أن أمضيت 10 سنوات في بنائه ، وتصرف الصورة الأولى. إنها ليست بالضرورة صورة لشيء جديد تمامًا ، ولكنها تثبت أنها جاهزة الآن للبدء في القيام بعلم جديد.”
الفوضى الساخنة للكون المبكر
الكواركات والغلون هي جزيئات أساسية تشكل البروتونات والنيوترونات. عادةً ما يكون من المستحيل تقريبًا تفكيك هذين الجسيمين ، إلا إذا كانا في بيئة ذات درجات حرارة وضغوط عالية للغاية – مثل القليلة الدقيقة بعد الانفجار الكبير.
في ظل هذه الظروف ، كانت الكواركات والغلون موجودة بشكل منفصل في البلازما الكثيفة والمعروفة باسم البلازما Quark-Gluon (QGP). يحاول RHIC تكرار هذه الشروط عن طريق التغلب على الجزيئات في اتجاهين متعاكسين. عندما تحطم بعض هذه الجسيمات بعضها البعض ، فإنها تطلق حمولة عملاقة من الطاقة موجودة لفترة وجيزة للغاية – لسيارة ثانية واحدة – كـ QGP.
قال رولاند: “لا ترى QGP نفسها أبدًا – أنت فقط ترى رمادها ، إذا جاز التعبير ، في شكل الجسيمات التي تأتي من تحللها”. “مع Sphenix ، نريد قياس هذه الجسيمات لإعادة بناء خصائص QGP ، والتي تم في لحظة.”
“آلة الانفجار الكبير”
تمرير الاختبار يبشر بالخير لمستقبل الكاشف. ومع ذلك ، يريد الفريق وضعه من خلال عدد قليل من الشيكات الجودة. وقال الباحثون إن كاشف Sphenix يشبه “كاميرا ثلاثية الأبعاد العملاقة” لتتبع الرقم والطاقة ومسارات الجسيمات الناتجة عن تصادم واحد.
“يستفيد Sphenix من التطورات في تكنولوجيا الكاشف منذ أن تم تشغيل RHIC قبل 25 عامًا لجمع البيانات بأسرع معدل ممكن” ، كما قال كاميرون دين ، وهو طالب ما بعد الدكتوراه في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا وعضو في تعاون Sphenix ، لـ MIT News. “هذا يسمح لنا بالبحث في عمليات نادرة بشكل لا يصدق لأول مرة.”
ومن المفارقات أن الميزات ذاتها التي تجعل Sphenix مثيرة للإعجاب هي أيضًا سبب حدوث الكثير من الصيانة. لكن الباحثين يأملون في أن يكونوا على الطريق الصحيح. اعتبارًا من الآن ، ينشغل Sphenix بجمع البيانات للتشغيل 25 والأخير لـ RHIC ، وبعد ذلك سيتولى خليفة المصانع ، Electric-Ion Collider ، المسؤولية.
قال دين: “لقد بدأت متعة Sphenix للتو”.