นักฟิสิกส์ที่ทำงานเพื่อสร้างสิ่งที่มีอยู่ในการกำเนิดของจักรวาลคาดว่าจะมีก๊าซและจบลงด้วยของเหลวที่สมบูรณ์แบบนักวิจัยสี่ทีมรายงานในการประชุมที่ 18 เมษายนของสมาคมกายภาพอเมริกัน ทีมใดทีมหนึ่งนำโดย MIT
“ การค้นพบที่น่าทึ่งอย่างแท้จริงเหล่านี้ทำให้เราสรุปได้ว่าเราได้เห็นสิ่งใหม่อย่างสมบูรณ์ - รูปแบบที่ไม่คาดคิด - ซึ่งเป็นการเปิดช่องทางใหม่ของความคิดเกี่ยวกับคุณสมบัติพื้นฐานของสสารและเงื่อนไขที่มีอยู่หลังจาก [บิ๊กแบง] Raymond Orbach ผู้อำนวยการสำนักงานวิทยาศาสตร์กระทรวงพลังงานของสหรัฐอเมริกาซึ่งเป็นผู้สนับสนุนหลักของการวิจัยกล่าว
แตกต่างจากของเหลวทั่วไปซึ่งโมเลกุลแต่ละตัวเคลื่อนที่แบบสุ่มเรื่องใหม่ดูเหมือนจะเคลื่อนไหวในรูปแบบที่แสดงการประสานงานระดับสูงระหว่างอนุภาค - บางอย่างเช่นโรงเรียนของปลาที่ตอบสนองเป็นเอนทิตี้หนึ่งขณะเคลื่อนที่ผ่านสภาพแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลง การเคลื่อนที่ของของไหลนั้นเกือบจะ“ สมบูรณ์แบบ” ตามที่นิยามไว้โดยสมการของอุทกพลศาสตร์
ลองนึกภาพสายน้ำแห่งน้ำผึ้งจากนั้นสายน้ำ “ น้ำไหลได้ง่ายกว่าน้ำผึ้งและของเหลวใหม่ที่เราสร้างขึ้นดูเหมือนจะไหลได้ง่ายกว่าน้ำมาก” วิทย์บุสซาหัวหน้าทีม MIT และศาสตราจารย์ฟิสิกส์ฟรานซิสฟรีดแมนกล่าว อาจารย์ MIT คนอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องกับงานคือศาสตราจารย์ Bolek Wyslouch และรองศาสตราจารย์ Gunther Roland ทั้งสองของฟิสิกส์
Busza ตั้งข้อสังเกตว่าผลลัพธ์ไม่ได้ออกกฎว่ามีรูปแบบของสสารคล้ายแก๊สในบางจุดในจักรวาลเล็ก ๆ แต่ข้อมูลบอกว่า "สิ่งที่แตกต่างและน่าสนใจยิ่งกว่าที่ความหนาแน่นพลังงานต่ำที่สร้างขึ้นที่ RHIC (Collativistic Heavy Ion Collider)”
การวิจัยยังนำไปสู่ความประหลาดใจอื่น ๆ อีกมากมาย ตัวอย่างเช่น“ มีความสง่างามที่เราเห็นในข้อมูลที่ไม่สะท้อนในความเข้าใจทางทฤษฎีของเรา - ยัง” โรแลนด์กล่าว
กำเนิดของจักรวาล
นักฟิสิกส์เชื่อว่าเอกภพนั้นประกอบด้วยก๊าซที่มีปฏิสัมพันธ์อย่างอ่อนควาร์กและกลูออนซึ่งในที่สุดจะรวมตัวกันเป็นนิวเคลียสของอะตอมและสิ่งที่เรารู้
ดังนั้นในช่วง 25 ปีที่ผ่านมานักวิทยาศาสตร์ได้ทำงานเพื่อสร้างแก๊สหรือพลาสมาควาร์กกลูออนขึ้นมาใหม่โดยการสร้างสแมชเชอร์อะตอมขนาดใหญ่ขึ้นเรื่อย ๆ “ ความคิดคือการเร่งนิวเคลียสให้ใกล้เคียงกับความเร็วแสงแล้วให้ชนเข้ากับหัวชน” Busza กล่าว “ ภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้คาดว่าพลาสมาจะก่อตัวขึ้น” ผลลัพธ์ในปัจจุบันประสบความสำเร็จที่ Relativistic Heavy Ion Collider ซึ่งตั้งอยู่ที่ห้องปฏิบัติการแห่งชาติ Brookhaven ของ DOE
RHIC เร่งนิวเคลียสทองในท่อกลมขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 2 กิโลเมตร ในสี่แห่งนิวเคลียสชนกันและรอบ ๆ ไซต์ของนักวิทยาศาสตร์ได้สร้างเครื่องตรวจจับเพื่อรวบรวมข้อมูล เครื่องมือสี่อย่าง ได้แก่ STAR, PHENIX, PHOBOS และ BRAHMS นั้นแตกต่างกันไปในการติดตามและวิเคราะห์พฤติกรรมของอนุภาค งานที่รายงานในที่ประชุม APS สรุปผลลัพธ์สามปีแรกของ RHIC จากอุปกรณ์ทั้งสี่ เอกสารจากแต่ละทีมจะได้รับการเผยแพร่พร้อมกันในวารสารฟิสิกส์นิวเคลียร์ A
MIT เป็นสถาบันหลักสำหรับ PHOBOS ซึ่งเป็นความร่วมมือระหว่างสหรัฐอเมริกาโปแลนด์และไต้หวัน “ เรามีขนาดเล็กมาก” Busza ผู้พัฒนาแนวคิดสำหรับอุปกรณ์ดังกล่าว “ STAR และ PHENIX มีค่าใช้จ่ายประมาณ $ 100 ล้านและมีพนักงาน 400 คน เรามีค่าใช้จ่ายน้อยกว่า $ 10 ล้านและมีคนประมาณ 50 คน” เขากล่าว (BRAHMS มีขนาดเล็กเช่นกัน)
อย่างไรก็ตามทีม PHOBOS ได้รับผลลัพธ์ทางฟิสิกส์ครั้งแรกจากสามในห้าของการทดลอง RHIC และเชื่อมโยงเป็นครั้งแรกในสี่ (การรันครั้งที่ห้ายังอยู่ระหว่างการวิเคราะห์)
สำหรับหนึ่งในการดำเนินการเหล่านั้นทีมรวบรวมข้อมูลวิเคราะห์และส่งรายงานเกี่ยวกับงานทั้งหมดภายในห้าสัปดาห์ “ นั่นไม่เคยได้ยินมาก่อนในวิชาฟิสิกส์พลังงานสูง” บุสซ่าผู้ให้เครดิตโรลันด์ด้วยการพลิกฟื้นอย่างรวดเร็ว “ เขาเป็นคนที่จัดการแยกฟิสิกส์ออกจากข้อมูล”
อะไรต่อไป?
แม้ว่าเครื่องตรวจจับ RHIC ขนาดใหญ่จะยังคงรวบรวมข้อมูลอยู่ แต่ PHOBOS ได้ถูกยกเลิกไปแล้ว “ จากมุมมองที่ประหยัดต้นทุนเรารู้สึกว่าเราได้ดึงความรู้ให้มากที่สุดเท่าที่จะทำได้จากการทดลองขนาดเล็ก” Busza กล่าว
ดังนั้นตอนนี้ทีมกำลังมองหาอนาคต สมาชิกหวังว่าจะเรียนต่อที่ผู้สืบทอดของ RHIC นั่นคือ Large Hadron Collider (LHC) ที่ถูกสร้างขึ้นในยุโรป สิ่งอำนวยความสะดวกนั้นจะมีพลังงานการชนของ RHIC ถึง 30 เท่าซึ่งจะทำให้นักวิทยาศาสตร์ที่ใกล้ชิดกับสภาพตอนกำเนิดจักรวาลมากขึ้น “ ที่ LHC เราจะทดสอบสิ่งที่เราคิดว่าเราเรียนรู้จาก RHIC” Busza กล่าว “ เรายังคาดหวังความประหลาดใจใหม่ ๆ บางทีอาจจะเป็นความประหลาดใจที่ยิ่งใหญ่กว่า” เขากล่าว
เจ้าหน้าที่วิจัยของ MIT ที่เกี่ยวข้องกับ PHOBOS ได้แก่ Maarten Ballintijn, Piotr Kulinich, Christof Roland, George Stephans, Robin Verdier, Gerrit vanNieuwenhuizen และ Constantin Loizides นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาหกคนก็อยู่ในทีมด้วยเช่นกัน การวิจัยได้ส่งผลต่อห้าวิทยานิพนธ์แล้วโดยมีสองทาง
แหล่งต้นฉบับ: ข่าวประชาสัมพันธ์ของ MIT
