Το «σωματίδιο Χ» από την αυγή του χρόνου ανιχνεύτηκε στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων του CERN
ΦΥΣΙΚΗ/ΚΟΣΜΟΛΟΓΙΑ
Γράφει ο Αναστάσιος Ν. Πανάς
Ένα μυστηριώδες σωματίδιο, το οποίο υπήρχε στα πρώτα χιλιοστά του δευτερολέπτου μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, εντοπίστηκε στο CERN (video).
Το σωματίδιο παρήχθη στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων του CERN. Image: CERN
v
ΕΝΑ ΜΥΣΤΗΡΙΩΔΕΣ σωματίδιο που ονομάζεται Σωματίδιο Χ (X Particle), το οποίο υπήρχε στην αυγή του χρόνου, ελάχιστα χιλιοστά του δευτερολέπτου μετά τη Μεγάλη Έκρηξη από την οποία σχηματίστηκε το σύμπαν, εντοπίστηκε πρόσφατα στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων (LHC), στο CERN (προφέρεται “Σερν”).
Το CERN (Ευρωπαϊκό Κέντρο Πυρηνικών Ερευνών) είναι επιστημονικός οργανισμός που εξετάζει το μυστήριο της δημιουργίας του σύμπαντος και βρίσκεται στη Γενεύη της Ελβετίας.
Ο Large Hadron Collider, ή LHC, μήκους 27 χλμ. περίπου, βρίσκεται κάτω από τη γη και είναι ο μεγαλύτερος επιταχυντής σωματιδίων στον κόσμο.
Αυτή την εβδομάδα περίπου 100 από τα πλέον βραχύβια σωματίδια “Χ” ‒που ονομάστηκαν έτσι λόγω της άγνωστης δομής τους‒ εντοπίστηκαν για πρώτη φορά ανάμεσα σε τρισεκατομμύρια άλλα σωματίδια μέσα στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων (LHC).
Τα σωματίδια Χ, τα οποία υπήρχαν στα πρώτα κλάσματα του δευτερολέπτου μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, ανιχνεύθηκαν μέσα σε έναν ζωμό στοιχειωδών σωματιδίων που ονομάζεται κουάρκ-γκλούον πλάσμα, και που αναπαράχθηκε στον LHC με τη συντριβή ιόντων μολύβδου. Μελετώντας τα αρχέγονα σωματίδια Χ με περισσότερες λεπτομέρειες, οι επιστήμονες ελπίζουν να σχηματίσουν πληρέστερη εικόνα της γέννησης του σύμπαντος.
Η σχετική έκθεση με τα ευρήματα δημοσιεύτηκε στις 19 Ιανουαρίου 2022 στο περιοδικό Physical Review Letters.
ν
Ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων βρίσκεται κοντά στο αεροδρόμιο της Γενεύης, στα σύνορα με τη Γαλλία. Image: CERN
v
Η θεωρία της Μεγάλης Έκρηξης (Big Bang) προτάθηκε για πρώτη φορά από τον Ζωρζ Λεμαίτρ, Βέλγο Ρωμαιοκαθολικό ιερέα, καθηγητή της Φυσικής στο Πανεπιστήμιο του Louvain, αστρονόμο, κοσμολόγο και μαθηματικό.
Το μυστηριώδες σωματίδιο Χ εντοπίστηκε κατά τη διάρκεια του πειράματος CMS. Τα αρχικά προέρχονται από το όνομα του ανιχνευτή Compact Muon Solenoid, που μεταφράζεται ως Συμπαγές Μιονικό Σωληνοειδές. Πρόκειται για ένα από τα μεγαλύτερα πειράματα της σωματιδιακής φυσικής που τρέχει στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων του CERN.
ν
ν
«Αυτή είναι μόνο η αρχή της ιστορίας», δήλωσε ο επικεφαλής συγγραφέας της έκθεσης Yen-Jie Lee, πειραματικός φυσικός από το Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Μασαχουσέτης και μέλος του πειράματος CMS στο CERN.
«Δείξαμε ότι μπορούμε να βρούμε ένα σήμα από την αρχή της δημιουργίας. Στα επόμενα χρόνια, θα χρησιμοποιήσουμε το κουάρκ-γκλούον πλάσμα (quark-gluon plasma) για να διερευνήσουμε την εσωτερική δομή του σωματιδίου Χ, κάτι που θα μπορούσε να αλλάξει τι απόψεις μας για το είδος του υλικού που μπορεί να παράγει το σύμπαν».
Οι επιστήμονες τοποθετούν την προέλευση των σωματιδίων Χ σε λίγα μόλις εκατομμυριοστά του δευτερολέπτου μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, όταν το σύμπαν ήταν μια υπερθερμασμένη σούπα πλάσματος τρισεκατομμυρίων βαθμών Κελσίουμ η οποία έβριθε από κουάρκ και γκλουόνια ‒ στοιχειώδη σωματίδια που σύντομα ψύχθηκαν και συνδυάστηκαν στα πιο σταθερά πρωτόνια και νετρόνια που γνωρίζουμε σήμερα.
ν
Σχέδιο της επέκτασης του σύμπαντος μετά τη Μεγάλη Έκρηξη. Οι φυσικοί πιστεύουν ότι το σύμπαν δημιουργήθηκε πριν από περίπου 14 δισεκατομμύρια χρόνια. Image: NASA / WMD / Public Domain
ν
Λίγο πριν από αυτή την ταχεία ψύξη, ένα μικρό κλάσμα των γκλουονίων και των κουάρκ συγκρούστηκαν, κολλώντας μεταξύ τους για να σχηματίσουν τα εξαιρετικά βραχύβια σωματίδια Χ, που όπως φαίνεται ήταν απαραίτητα για τη δημιουργία.
Οι φυσικοί δεν γνωρίζουν ακόμη πώς διατάσσονται τα στοιχειώδη σωματίδια για να σχηματίσουν τη δομή του σωματιδίου Χ. Αλλά αν καταφέρουν να το καταλάβουν αυτό, θα έχουν πολύ καλύτερη κατανόηση των τύπων των σωματιδίων που ήταν άφθονα κατά τις πρώτες στιγμές της δημιουργίας του κόσμου μας.
ν
