Ang Quark-Gluon Plasma Flows Tulad ng Tubig, Pinupuno ang Uniberso Ilang sandali Matapos ang Big Bang

Ano ang ibig sabihin ng quark-gluon? plasma Ang maiinit na sopas ng mga elementong pang-elementarya na nabuo pagkatapos ng ilang mga microsecond. Big Bang – mayroon ka bang anumang kapareho sa gripo ng tubig? Sinabi ng mga syentista na ito ang paraan ng pag-agos nito.

Isang bagong pag-aaral na inilathala sa journal noong Mayo 27, 2021 Physics ng SciPostna-highlight ang nakakagulat na pagkakatulad sa pagitan ng quark-gluon plasma, ang unang sangkap na naisip na punan ang maagang Uniberso, at tubig mula sa aming faucet.

Ang ratio sa pagitan ng lapot ng isang likido, ang sukat kung gaano ito likido, at ang density nito ay tumutukoy kung paano ito dumadaloy. Bagaman kapwa ang lapot at density ng quark-gluon plasma ay halos 16 beses na mas malaki kaysa sa tubig, nalaman ng mga mananaliksik na ang ratio sa pagitan ng lapot at density ng dalawang uri ng likido ay pareho. Ipinapahiwatig nito na ang isa sa mga pinaka-kakaibang estado ng bagay na alam na mayroon sa ating sansinukob ay dadaloy mula sa iyong gripo sa parehong paraan tulad ng tubig.

Ang bagay na bumubuo sa ating uniberso ay binubuo ng mga atomo na binubuo ng mga nuclei na may mga electron na nasa orbit. Ang Nuklei ay binubuo ng mga proton at neutron, na sama-samang kilala bilang mga nucleon, at ito ang mga quark na nakikipag-ugnayan naman sa pamamagitan ng mga gluon. Sa napakataas na temperatura – halos isang milyong beses na mas mainit kaysa sa gitna ng Araw – ang mga quark at gluon ay tumanggal mula sa kanilang mga magulang na nucleon at sa halip ay bumubuo ng isang siksik, mainit na sopas na kilala bilang quark-gluon plasma.

Ang maagang uniberso ay naisip na puno ng hindi kapani-paniwalang mainit na quark-gluon plasma ilang sandali pagkatapos ng Big Bang. Pagkatapos ito ay pinalamig pagkatapos ng microseconds upang mabuo ang mga bloke ng gusali ng lahat ng mga bagay sa ating uniberso. Mula noong unang bahagi ng 2000, ang mga siyentipiko ay nakapag-eksperimento na muling likhain ang quark-gluon plasma gamit ang malalaking mga collector ng maliit na butil, na nagbibigay ng mga bagong pananaw sa kakaibang estado ng bagay na ito.

Ang ordinaryong bagay na nakasalamuha natin sa araw-araw ay naisip na mayroong magkakaibang katangian mula sa quark-gluon plasma na natagpuan sa unang bahagi ng Uniberso. Halimbawa, ang mga likido tulad ng tubig ay pinamamahalaan ng pag-uugali ng mga atomo at mga molekula na mas malaki kaysa sa mga maliit na butil na matatagpuan sa quark-gluon plasma at pinagsama-sama ng mga mahihinang pwersa.

Gayunpaman, ipinakita ng kamakailang pag-aaral na sa kabila ng mga pagkakaiba na ito, ang ratio ng lapot at density, na kilala bilang kinematic viscosity, ay malapit sa bawat isa sa parehong quark-gluon plasma at ordinaryong likido. Mahalaga ang ratio na ito sapagkat ang pagdaloy ng likido ay hindi nakasalalay sa lapot lamang, ngunit pinamamahalaan ng equation ng Navier-Stokes, na kinabibilangan ng density at lapot. Samakatuwid, kung ang ratio na ito ay pareho para sa dalawang magkakaibang likido, ang dalawang likido na ito ay magkakaroon ng daloy kahit na magkakaiba ang mga viscosity at density.

Higit sa lahat, hindi ito anumang likidong lapot na tumutugma sa lapot ng quark-gluon plasma. Sa katunayan, ang likidong lapot ay maaaring magkakaiba sa maraming mga order ng lakas depende sa temperatura. Gayunpaman, mayroong isang tiyak na punto kung saan ang likidong lapot ay may halos unibersal na mas mababang limitasyon. Nalaman ng nakaraang pananaliksik na sa limitasyong ito, ang likido na lapot ay pinamamahalaan ng mga pangunahing pisikal na pare-pareho tulad ng pare-pareho at masa ng nucleon ng Planck. Ang mga ito ng mga likas na katangian ng kalikasan na sa huli ay magpasya kung ang isang proton ay isang matatag na maliit na butil at namamahala sa mga proseso tulad ng pagbubuo ng nukleyar sa mga bituin at paglikha ng mga mahahalagang sangkap ng biochemical na kinakailangan para sa buhay. Natuklasan ng pinakabagong pag-aaral na ang lumalabas malapit sa lapot ng quark-gluon plasma ay ang unibersal na mas mababang limitasyon sa lapot ng mga ordinaryong likido tulad ng tubig.

Si Propesor Kostya Trachenko, Propesor ng Physics sa Queen Mary University ng London at may-akda ng pinakabagong papel, ay nagsabi: pareho unibersal na mas mababang limitasyon sa lapot para sa parehong ordinaryong likido at quark-gluon plasma. “

“Ang pag-aaral na ito ay nagbibigay ng isang napakabihirang at kaaya-ayang halimbawa kung saan makakagawa kami ng mga paghahambing sa pagitan ng labis na magkakaibang mga sistema,” patuloy ni Propesor Matteo Baggioli ng Universidad Autónoma de Madrid. “Ang mga likido ay tinukoy ng hydrodynamics, na nag-iiwan sa atin ng maraming bukas na mga problema na kasalukuyang nangunguna sa pagsasaliksik sa pisika. Ipinapakita ng aming mga resulta ang kapangyarihan ng pisika upang gawing tiyak na mga hula ang mga pangkalahatang prinsipyo tungkol sa mga kumplikadong pag-aari tulad ng pagdaloy ng likido sa mga kakaibang materyal na species tulad ng bilang quark-gluon plasma. “”

Ang pag-unawa sa quark-gluon plasma at ang daloy nito ay kasalukuyang nangunguna sa physics ng mataas na enerhiya. Ang mga malalakas na puwersa sa pagitan ng mga quark at gluon ay inilarawan ng quum chromodynamics, isa sa pinaka-komprehensibong mga teoryang pisikal na mayroon. Gayunpaman, habang ang quum chromodynamics ay nagbibigay ng isang malakas na teorya ng lakas nukleyar, napakahirap malutas at maunawaan ang mga katangian ng quark-gluon plasma na ginagamit lamang ito.

“Maisip na ang kasalukuyang resulta ay maaaring magbigay sa atin ng isang mas mahusay na pag-unawa sa quark-gluon plasma,” sabi ni Propesor Vadim Brazhkin ng Russian Academy of Science. “Ito ay sapagkat ang pinakamaliit na lapot sa mga likido ay tumutugma sa isang napaka-tukoy na rehimen ng dynamics ng likido na ngayon lang natin naintindihan. Ang pagkakapareho sa QGP ay nagpapakita na ang mga maliit na butil sa exotic system na ito ay kumilos sa parehong paraan tulad ng gripo ng tubig.”

Sanggunian: “Pagkakapareho sa pagitan ng kinematic viscosity ng quark-gluon plasma at mga likido ng minimum viscosity”, Kostya Trachenko, Vadim Brazhkin at Matteo Baggioli, 27 Mayo 2021, Physics ng SciPost.
DOI: 10.21468 / SciPostPhys.10.5.118

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Ang Koponan sa Underwater Archeology ay Nakahanap ng 9,000-Taong-Taong Mga Bato ng Artifact

Kredito: Unibersidad ng Texas sa Arlington Ang pangkat ng arkeolohiya sa ilalim ng dagat ay natagpuan ang mga sinaunang obsidian na natuklap na 2,000 milya...

Nabawasan ang Panganib sa Kanser Kabilang sa Mga Pasyente sa Pagkabigo ng Puso na Gumagamit ng Statins

Ang paggamit ng Statin ay na-link sa isang pinababang panganib ng cancer sa mga pasyente na may kabiguan sa puso. Kredito: European Heart...

Tagumpay sa Teknolohiya ng Ultrathin para sa Revolution ng Night Vision – “Ginawa Namin ang Hindi Makikita”

Sinabi ni Dr. Rosso Camacho Morales na ang mga mananaliksik ay "hindi nakikita, nakikita." May-akda: Jamie Kidston, Australian National University Hayaan may ilaw! ...

Kapag Kakulangan sa Trabaho ng mga empleyado, Nakakuha sila ng Paranoid – At Aggressive

Kung ang mga empleyado ay walang kapangyarihan sa lugar ng trabaho, maaari silang makaramdam ng mahina at paranoid. Sa halip, ang paranoia na...

Ang kabuuang solar eclipses ay nag-iilaw sa solar wind

Pinapayagan ng mga espesyal na filter na masukat ang mga siyentipiko ng iba't ibang mga temperatura sa corona sa panahon ng pangkalahatang mga eclipse...

Newsletter

Subscribe to stay updated.