Brookhaveni rahvusliku laboratooriumi teadlased võisid hetkeks rikkuda kvark-gluoon plasmat luues paarduvusseadust.
Sellest hoolimata jätkus reaktsioon võrdse ning vastassuunalise reaktsiooniga ning energiajäävust ei rikutud. Siiski loodi eksperimendi käigus Relativistlikus Raskete Ioonide Põrgutis (RHIC) sekundi murdosaks aegruumi mull, kus paarduvus enam ei kehtinud.
Pildil on näha kulla ioonide kokkupõrkel tagajärjel tekkinud tuhandete tuumaosakeste teekond. Foto: Yale ülikool
Paarduvust arvati kaua olevat fundamentaalne füüsikaseadus, nimelt väidab see, et universum ei ole ei parema –ega vasakukäeline. Füüsikaseadused jäävad muutumatuks, kui neid kirjutada vastasuunaliste koordinaatide kaudu. 1950. aastate alguses avastati, et tuuma radioaktiivsust põhjustav nõrk jõud rikub paarduvusseadust. Siiski arvati, et tuumaosakesi kooshoidev tugev jõud kinnitab tavatingimustel seaduse paikapidavust.
Nüüd on aga osakestefüüsikute töörühm Jack Sandweissi juhtimisel seda seadust arvatavasti rikkunud. Alates 2000. aastast on Standweiss RHIC STAR-eksperimendi ühe osana põrgutanud kulla tuumi. RHIC on 2,4 miili pikkune ringikujuline osakeste põrguti, mille eesmärgiks on uurida paarduvusseadust ekstreemsetes tingimustes
Töörühma eksperimendi käigus loodi kvark-gluoon plasma, mis põhjustab piisavalt kõrgete energiate puhul prootonite ja neutronite lagunemist vastavateks kvarkideks ja gluooniteks. Viimased on aine fundamentaalsed ehituskivid.
Teoreetikud usuvad, et universum koosnes tervikuna sellisest 4 triljoni kraadise kuumusega plasmast mikrosekund pärast Suurt pauku. RHIC-s loodud plasma eluiga oli vaid miljondik-miljardik sekundit, ent teadlased loodavad siiski selle kaudu teada saada, kuidas plasmast tänapäevane universum moodustus.
Kui relativistlikud kulla tuumad 99,999% valguse kiirusega liikudes kokku põrkavad on tekkiv plasma nii energeetiline, et kuup mõõtmega neljandik inimjuuksepaksusest sisaldaks nii palju energiat, et see kataks USA terve aasta energiavajaduse. Samuti on plasma poolt tekitatav magnetväli tohutult tugev, sellised ekstreemsed tingimused võivadki viia füüsikaseaduste rikkumisteni.
“On äärmiselt huvitav näha, mis sellistes tingimustes juhtub. Paarduvuse rikkumist on äärmiselt raske avastada, ent magnetväli koos paarduvuse rikkumisega tekitas kõrvalefekti, mille me ka avastasime,” ütles Sandweiss.
Sandweiss avastas koos oma töörühmaga, et samamärgilised kvargid liikusid kokku. Up-kvargid liikusid magneti jõujoonte suhtes ülespoole, mil down-kvargid liikusid vastassuunas.
Tulemused olid nii üllatavad, et Sandweiss ootas oma kolleegidega rohkem kui aasta, et otsida teisi seletusviise. Siiski on füüsikud veel kõhkleval seisukohal ning väidavad, et katsetulemused ainult annavad paarduvuse rikkumisest aimu ent ei tõesta seda. Seega otsustas STAR-i kollektiiv anda teistele teadlastele võimaluse oma tulemusi kontrollida lasta.
“Ma usun, et see efekt on tõeline, ent me saame lähiaastatel sellest rohkem teada,” ütles Sandweiss. Järgmise sammuna kavatsevad füüsikud eksperimenti madalamate energiatega korrata, et näha, kas rikkumine kaob vähem ekstreemsematel tingimustel.
Kui nähtus on tõepoolest reaalne, siis aitaks see teadlastel mõista, miks sarnane asümeetria miljardeid aastaid tagasi aset leidis. Sarnase rikkumise tõttu koosneb tänapäevane universum tavalisest ainest,mil Suure paugu poolt loodi antiainet ning ainet võrdsetes kogustes.
Sandweiss otsib aga sihikindlalt vastuseid: “ Ma tahan näha, kuhu see viib ning mõista, mis tegelikult toimub.
Allikas:
Yale’i ülikool:
“For one tiny instant, physicists may have broken a law of nature.”
Lisaks:
2.4-mile-circumference on siiski ringjoone pikkus, mitte raadius.
jah, vabandust.
ma ei tea, mida ma mõtlesin.
Aitäh!