Sa võid arvata, et oled aine massi päritolu kohta juba kõike kuulnud. Alles hiljaaegu esitasid Suurel Hadronite Põrgutil (Large Hadron Collider ehk LHC) prootoneid kokku põrgatavad teadlased jahmatavaid tõendeid kauaotsitud Higgsi bosoni olemasolust. Higgsi bosonil arvatakse lasuvat põhjus, mis ainel on mass. Kuigi Higgsi osake vastutab ehk fundamentaalosakeste – nende seas ka kvarkide – massi eest, ei saa kogu universumi nähtava aine massi panna kvarkide süüks.
Kolm valentskvrki, mis moodustavad prootoni, vastutavad vaid 1% selle massi eest. Ülejäänu tulenev kvarkide ja gluuonite vastasmõjust.
Et saada aimu sellest, mis hoiab aine nähtavaid vorme (kõik alates tähtedest ja planeetidest kuni inimesteni välja) koos, tuleb meil mõista kuidas kvargid ja gluuonid omavahel reageerivad. See on kvarkaine füüsika ja 2012 aasta rahvusvahelise Kvarkaine Konverentsi põhiteema, kirjutab Physorg.com.
,,Meie uurime 99 protsenti nähtava universumi sellest massist, mida Higgs ei seleta,” lausus Peter Steinberg, Brookhaveni Riikliku Laboratooriumi füüsik ning konverentsi külaline.
Nähtav aine on kõik, mis on moodustatud aatomitest. Aatomid saavad oma massi peamiselt aatomituuma moodustavatest prootonitest ja neutronitest. Ümber tuuma tiirlevad elektronid ei anna sellele praktiliselt midagi juurde. Prootonid ja neutronid aga, mis mõlemad koosnevad kolmest kvargist, on palju massiivsemad kui nende koostisosakesed. Kust kogu see ,,üleliigne” mass pärineb?
Füüsikute arvates peitub vastus selles, kuidas kvargid gluuonite vahendusel vastastikmõjustuvad. Gluuonid on massita osakesed, mis hoiavad kvarke looduse tugevaima jõu abil koos ning edastavad kvarkidevahelist mõju. Et see jõud, mis muutub subatomaarseid kvarke laiali tõmmates üha suuremaks ja suuremaks, lahti murda, kiirendavad füüsikud aatomituumasid (ehk raskeid ioone) valguse kiirusele lähedase kiiruseni. Sellisel kiirusel muutuvad gluuonid domineerivaks, põhjustades osakeste põrkeid. Nii tehakse näiteks Relativistlikus Raskete Ioonide Põrgutis (Relativistic Heavy Ion Collider ehk RHIC) Brookhavenis ha LHC-s Šveitsis. Need põrked taasloovad tingimused, mis esinesid noores universumis enne kvarkide liitumist prootoniteks ja neutroniteks. ,,Vabade” kvarkide ja gluuonite käitumise uurimine selles eelajaloolises kvark-gluuon plasmas peaks aitama teadlastel paremini mõista tugevat vastasmõju ning seda, kuidas see genereerib nii suure osa massist, mida me näeme, kui osakesed kokku kleepudes aine moodustavad.
Seega: kuigi nähtav aine moodustab vaid murdosa kogu universumi massist – kõigest 5 protsenti, ülejäänu moodustab tumeaine ja müstiline tumeenergia – on see piisav, et anda füüsikutele nagu Steinberg pikemaks ajaks tööd.
Leave a Reply