Hitrejši od tornada, hitrejši od orjaškega viharja, ki se vrti na Jupiterju - to je najhitreje vrtinčni vrtinec na svetu, ki so ga znanstveniki ustvarili v prvotni juhi iz lepljivih delcev, ki naj bi ponovno ustvarila Veliki prasak.
Vrtljiva juha iz delcev se vrti s hitrostjo rezanja glave - mnogokrat hitreje kot najbližji nasprotniki.
Vendar ne pričakujte, da se bo ta tekočina, ki se hitro vrti, kmalu obrnila glave, saj se vrtinci pojavljajo v materialu, imenovanem kvark-gluonska plazma, ki je tako majhen, da lahko podpis tega vrtinčenja zaznajo le delci, ki jih ustvarijo.
"Ne moremo gledati na kvark-gluonsko plazmo; to je na lestvici atomskega jedra," je dejal Michael Lisa, fizik na državni univerzi Ohio, ki deluje na relativističnem težkem ionskem trku (RHIC), ki je ustvaril novi rezultati.
Vroča juha
Takoj po velikem udaru je otroško vesolje prežemala vroča primordialna enolončnica osnovnih delcev, imenovanih kvarki in gluoni. Ti osnovni delci so gradniki bolj znanih delcev, kot so protoni in nevtroni. Ta kvark-gluonska plazma ima več edinstvenih lastnosti. Prvič, pri bliskovitih 7 bilijoni do 10 bilijonov stopinj Fahrenheita (3,9 trilijona do 5,6 trilijona stopinj Celzija) je najbolj vroča znana tekočina. Je tudi najgostejša tekočina in "skoraj popolna", saj trenja skorajda ni, kar pomeni, da teče zelo enostavno.
Da bi natančno razumeli, kaj se je zgodilo v tistih trenutkih po velikem udaru, so znanstveniki znova ustvarili to osnovno juho iz delcev v atomskem razbijaču v RHIC, v Brookhaven National Laboratory v Uptonu v New Yorku. RHIC razbije jedra zlatih atomov skoraj s svetlobno hitrostjo, nato pa uporabi ultra občutljive detektorje za merjenje delcev, ki odletijo ob trku.
Vrtljiva tekočina
V novi raziskavi je skupina analizirala vrtinčnost kvark-gluonske plazme - v bistvu merilo njenega kotnega utripa ali, v pogovornem smislu, kako hitro se vrti.
Seveda so imeli edinstveno oviro: RHIC lahko proizvede le nekaj malega materiala in živi zelo hitro, ali približno 10 ^ minus 23 sekund. Tako ni nobene možnosti, da bi to tekočino dejansko "opazovali" v tradicionalnem smislu.
Namesto tega znanstveniki iščejo podpise njenega vrtinčenja na podlagi delcev, ki jih oddaja juha, je Lisa povedala za Live Science. Delci znotraj vrteče se tekočine morajo v povprečju imeti vrte, ki se približno uskladijo s kotnim momentom tekočine. Z merjenjem, koliko delcev, ki prihajajo iz te vrtinčne juhe, se odmakne od njihove pričakovane poti, bi ekipa lahko izračunala grobo oceno vrtinčenja tekočine - ki približno meri lokalno gibanje predenja. Zlasti delci, znani kot lambda barioni, razpadajo počasneje kot drugi delci, kot so protoni in nevtroni, kar pomeni, da bi detektorji RHIC lažje zasledili svoje poti, preden so izginili.
Izkazalo se je, da vrtinčenje v kvark-gluonski plazmi povzroča vrtoglavo gibanje znotraj tornada kot miren dan v parku. Vortičnost je najhitreje zabeležena doslej - veliko hitrejša od Jupitrove Velike rdeče pege, vihrave nevihte plina. Prav tako je hitrejši od prejšnjega rekorderja, prehlajenega tipa helijevega nanodropleta, so raziskovalci poročali 2. avgusta v reviji Nature.
Razumevanje strukture pretoka tekočine v plazmi bi lahko razkrilo vpogled v močno jedrsko silo, ki veže atome skupaj, pravijo raziskovalci. Številne konkurenčne teorije o delcih predvidevajo vrtinčenje, ki bi ga bilo mogoče primerjati s temi eksperimentalnimi rezultati. Vendar znanstveniki še vedno premalo vedo o vrtinčastih lastnostih plazme, da bi lahko dokončno sklepali.
"Prezgodaj je govoriti, ali nas uči nekaj temeljnega," je dejala Lisa.
