CERN: Ξεκινά η μελέτη της κατάστασης της ύλης αμέσως μετά το Big Bang

Μία νέα μετρητική διάταξη με όνομα Θερμιδόμετρο Di-Jet συγκαταλέγεται στον εξοπλισμό που απέκτησε ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων (LHC) στο CERN της Γενεύης, με σκοπό τη μελέτη της κατάστασης της ύλης αμέσως μετά τη Μεγάλη Έκρηξη.

Η διάταξη θα αξιοποιηθεί στα πλαίσια των συγκρούσεων ιόντων μολύβδου, οι οποίες γίνονται στο εσωτερικό του επιταχυντή και με τις οποίες δημιουργείται ένα μίγμα στοιχειωδών σωματίδιων σε ενεργειακές πυκνότητες ανάλογες με αυτές που επικρατούσαν όταν το σύμπαν είχε «ηλικία» μερικών χιλιοστών του δευτερολέπτου.

Σε αυτές τις πυκνότητες, η ύλη διασπάται στα «συστατικά» της, δημιουργώντας έτσι πλάσμα κουάρκ γλουονίων, σε θερμοκρασία 100.000 και πλέον φορές μεγαλύτερη από αυτήν που επικρατεί στο κέντρο του ήλιου. Έτσι, με την εγκατάστασή του στον ανιχνευτή ALICE του LHC, το Θερμιδόμετρο Di-Jet θα «παρακολουθήσει» το πλάσμα καθώς αυτό διαστέλλεται και ψύχεται. Με σκοπό να παράσχει καινούριες πληροφορίες για τη φύση του σύμπαντος.

Οι πυρήνες των ατόμων αποτελούνται από πρωτόνια και νετρόνια, τα οποία με τη σειρά τους συγκροτούνται από κουάρκ που συνδέονται μεταξύ τους μέσω των γλουονίων. Με τις συγκρούσεις στον επιταχυντή αίρεται ο μηχανισμός συνοχής των κουάρκ, με συνέπεια να σχηματίζεται το «βραχύβιο» πλάσμα κουάρκ γλουονίων.

Σε αντίθεση με την προηγούμενη αντίστοιχη συσκευή, το Θερμιδόμετρο Di-Jet θα επιτρέψει στους επιστήμονες να μελετήσουν σε όλη την έκτασή του το σχηματιζόμενο πλάσμα.

Έτσι, θα τους παράσχει ένα εργαλείο για τον καλύτερο χαρακτηρισμό της ύλης που παράγεται από τις συγκρούσεις υψηλής ενέργειας και με αυτό τον τρόπο να απαντήσουν σε θεμελιώδη ερωτήματα αναφορά με τη φυσική στοιχειωδών σωματιδίων.

Με τον LHC, οι επιστήμονες μπορούν να μελετήσουν τις ισχυρές αλληλεπιδράσεις της ύλης χρησιμοποιώντας, μεταξύ άλλων, έναν ανιχνευτή βαρέων ιόντων που ονομάζεται ALICE (A Large Ion Collider Experiment).

Η προσθήκη του Θερμιδόμετρου Di-Jet αυξάνει το «οπτικό πεδίο» του ανιχνευτή. Η κατασκευή της συσκευής ολοκληρώθηκε τον Σεπτέμβριο του 2014, δύο εβδομάδες νωρίτερα από τον αρχικό προγραμματισμό, ενώ η εγκατάστασή της ολοκληρώθηκε πολύ πρόσφατα.

Για την προσθήκη της διάταξης, χρειάσθηκε να επανασχεδιασθεί η στήριξη του ALICE, αλλά και να αποκτήσουν άλλη διάταξη ορισμένα υποσυστήματα του ανιχνευτή. Γι’ αυτό και, εκτός από τους επιστήμονες από το πείραμα ALICE, στην εγκατάστασή του Θερμιδόμετρου συμμετείχαν επίσης ομάδες τεχνικών από τη Γαλλία, την Κίνα και την Ιαπωνία.