La «Soupe» Primordiale Du Big Bang Recréée

{h1}

La reconstitution de la soupe de particules qui a suivi immédiatement après le big bang pourrait contribuer à une "théorie de la physique" de la physique.

La soupe de matière primordiale qui existait seulement une fraction de seconde après le Big Bang est maintenant recréée dans les collisionneurs de particules les plus puissants du monde.

De telles recherches pourraient non seulement aider à faire la lumière sur des états exotiques de la matière, mais également sur l'existence éventuelle de dimensions supplémentaires de la réalité, une découverte qui pourrait aider à mener à une prétendue "théorie de tout", déclarent les chercheurs.

Les cœurs des atomes dont nous sommes composés sont constitués de protons et de neutrons. Ces particules subatomiques, à leur tour, sont constituées de blocs de construction connus sous le nom de quarks, qui sont collés ensemble par des particules appelées à juste titre des gluons.

Les quarks sont liés de manière extraordinaire par des gluons. Cependant, dans les dix millions de secondes qui ont suivi le Big Bang, l'univers était suffisamment chaud pour séparer les quarks. Le résultat aurait été un mélange dense et chaud de quarks et de gluons appelé plasma quark-gluon. Beaucoup reste incertain sur ce qu'aurait été cette soupe primordiale, car les quarks et les gluons peuvent interagir de manière extrêmement complexe.

"Nous avons un nouvel état de la matière pour lequel nous pouvons écrire la loi mathématique régissant ses propriétés en une seule ligne, mais après 30 ans de recherche théorique, nous ne comprenons toujours pas sa structure microscopique, même de manière approximative", a déclaré le physicien théoricien. Berndt Müller de l’Université Duke à Durham, Caroline du Nord "La raison en est qu’il nous manque encore les calculs mathématiques qui nous permettraient de prédire la structure et les propriétés du plasma quark-gluon à partir de sa loi de physique fondamentale. Nous pouvons en calculer certaines propriétés au moyen de la puissance brute de l'ordinateur, mais cela ne nous dit pas comment cela fonctionne. "

Nouveaux horizons

Aujourd'hui, les collisionneurs de particules les plus puissants au monde recréent cette soupe primordiale en chauffant la matière au-delà de 3,6 trillions de degrés Fahrenheit (2 trillions de degrés Celsius). L'espoir est qu'une meilleure compréhension des plasmas quark-gluon puisse éclairer l'évolution de l'univers. [Physique tordue: 7 découvertes époustouflantes]

Les collisionneurs en question prennent des ions lourds - des atomes dont le nuage extérieur d'électrons a été supprimé - et les balancent l'un contre l'autre lorsqu'ils se déplacent presque à la vitesse de la lumière. Ceci libère brièvement leurs quarks et gluons constitutifs.

Le collisionneur d'ions lourds relativistes du laboratoire national Brookhaven à New York est le premier collisionneur d'ions lourds au monde. Il explore les plasmas quark-gluon depuis 2000. Le plus puissant accélérateur de particules au monde, le grand collisionneur de hadrons (LHC) à la frontière franco-suisse, des ions lourds entrent également en collision, bien qu’à peu près un mois par an.

Étonnamment, des expériences menées par le RHIC ont révélé que les plasmas de quarks et de gluons étaient des liquides presque parfaits, "le meilleur liquide jamais découvert", a déclaré Müller à WordsSideKick.com. Cela signifie qu'ils coulent avec pratiquement aucune viscosité (ou résistance), données confirmées ultérieurement par le LHC.

Les scientifiques s'attendaient à ce que les plasmas de quarks et de gluons se comportent davantage comme un gaz dont les constituants n'interagissent que très faiblement. Le fait qu'ils se comportent davantage comme un liquide suggère plutôt que leurs composants interagissent plus fortement les uns avec les autres.

De manière inattendue, un tel comportement liquide est prédit dans des scénarios impliquant des théories sur les supercordes. Ces scénarios suggèrent l'existence de dimensions supplémentaires de la réalité autres que l'espace et le temps, afin de réunir les modèles existants de la manière dont les forces de l'univers travaillent dans une théorie globale. Ces découvertes de collisionneurs de particules suggèrent donc qu’une exploration plus approfondie des plasmas de quark-gluon pourrait aider à rassembler les preuves nécessaires pour découvrir une "théorie de tout".

"Au cours des dernières décennies, des efforts considérables ont été déployés pour explorer les phénomènes physiques émergeant des théories des supercordes avec leurs dimensions supplémentaires", a déclaré Müller. "Le plasma quark-gluon fournit un banc d'essai pour ces idées très spéculatives. Il est peut-être un peu surestimé, mais vous pourriez peut-être dire que les expériences sur les ions lourds au RHIC et au LHC nous fournissent actuellement les meilleurs tests de la façon dont certains aspects de la théorie des cordes peut travailler. " [Top 10 des phénomènes inexpliqués]

Matière mystérieuse

Les plasmas de quarks et de gluons peuvent également éclairer d'autres états de la matière exotiques dont les constituants interagissent fortement et dans lesquels le monde étrange de la physique quantique joue un rôle clé. Un exemple comprend les condensats de Bose-Einstein, où de nombreux atomes travaillent ensemble pour se comporter essentiellement comme des "super-atomes" géants.

"Il y a un grand effort pour explorer les nouvelles opportunités offertes par la mécanique quantique pour l'ingénierie de nouveaux matériaux aux propriétés exotiques", a déclaré Müller. "Vous pouvez l'appeler 'ingénierie quantique.'"

Les récentes mises à niveau chez RHIC ont augmenté les types de particules avec lesquelles il entre en collision, élargi la gamme des énergies auxquelles il opère et amélioré la précision de ses détecteurs, ce qui devrait l’aider à mieux analyser les plasmas de quark-gluon. Le LHC aidera également à tester les résultats de RHIC.

Les recherches au RHIC et au LHC commencent également à explorer expérimentalement un état mystérieux de la matière qui pourrait exister avant la forme de plasmas de quarks et de gluons, un mélange dense de gluons appelé "glasma".

"Les données continuent de nous surprendre", a déclaré Müller.

Müller et sa collègue Barbara Jacak ont ​​détaillé cette recherche dans le numéro du 20 juillet de la revue Science.

Suivez WordsSideKick.com sur Twitter @wordssidekick. Nous sommes aussi sur Facebook .


Supplément Vidéo: ► COMMENT L'UNIVERS EST NÉ ?.




Recherche


L'Eglise Catholique D'Espagne Soutient Le Préservatif
L'Eglise Catholique D'Espagne Soutient Le Préservatif

Travail De «Bébé Concepteur» Critiqué
Travail De «Bébé Concepteur» Critiqué

Nouvelles De La Science


Les Cellules Du Bébé Se Mêlent À Celles De La Femme Enceinte
Les Cellules Du Bébé Se Mêlent À Celles De La Femme Enceinte

La Congélation De Vos Œufs En Vaut-Elle La Peine?
La Congélation De Vos Œufs En Vaut-Elle La Peine?

12 Femmes Extraordinaires Qui Ont Totalement Basculé Dans La Science
12 Femmes Extraordinaires Qui Ont Totalement Basculé Dans La Science

Le Baby-Boom Des Étoiles De Mer Apporte De L'Espoir À La Population Qui Tourne Au Goo
Le Baby-Boom Des Étoiles De Mer Apporte De L'Espoir À La Population Qui Tourne Au Goo

Images D'En Haut: Volcan En Éruption D'Islande
Images D'En Haut: Volcan En Éruption D'Islande


FR.WordsSideKick.com
Tous Droits Réservés!
La Reproduction De Tout Permis Seulement Prostanovkoy Lien Actif Vers Le Site FR.WordsSideKick.com

© 2005–2020 FR.WordsSideKick.com