アメリカの物理学会の4月18日の会議で4人の研究チームが報告した、宇宙の誕生時に存在した問題を再現するために働く物理学者は、ガスのようなものを期待し、「完璧な」液体で終わったと報告しました。チームの1つはMITが主導しています。
「これらの本当に驚くべき発見により、まったく新しいもの、予想外の形の物質を見ていると結論づけました。これは、物質の基本的な特性と[ビッグバン]の直後に存在する条件についての新しい道を切り開いています。 ”研究の主要な支持者である米国エネルギー省の科学局の局長であるレイモンド・オーバックは言った。
個々の分子がランダムに動き回る通常の液体とは異なり、新しい物質は粒子間で高度の調整を示すパターンで移動するように見えます。変化する環境を移動しながら1つのエンティティとして応答する魚の群れのようなものです。流体力学の方程式で定義されているように、その流体の動きはほぼ「完全」です。
蜂蜜の小川を描き、次に水の小川を描きます。 MITチームのリーダーでありフランシスフリードマンの物理学教授であるWit Busza氏は、「水は蜂蜜よりもはるかに流れやすく、作成した新しい液体は水よりもはるかに流れやすいように見えます」と語っています。仕事に関与している他のMITの教員は、物理学の両方であるBolek Wyslouch教授とGunther Roland准教授です。
Buszaは、結果が若い宇宙のある時点でガスのような形態の物質が存在したことを除外するものではないことに注意していますが、データは、「RHICで作成された低いエネルギー密度では、何か異なる、そしておそらくもっと興味深い」ことを示唆しています。 （相対論的重イオン衝突加速器）。」
研究はまた、他のいくつかの驚きをもたらしました。たとえば、「データに見られる優雅さはありますが、理論的な理解にはまだ反映されていません」とローランドは述べています。
宇宙の誕生
物理学者たちは、ビッグバンから約10分の1秒後に、宇宙は相互作用の弱い物体、クォーク、グルオンのガスで構成され、最終的には原子核と物質を形成するために凝集すると考えています。
そのため、過去25年間、科学者はこれまでになく大きな原子粉砕機を構築することにより、そのガス、またはクォークグルオンプラズマを再現するために取り組んできました。 「核をほぼ光速まで加速させ、その後正面衝突させるというアイデアです」とBusza氏は語った。 「これらの条件下では、プラズマが形成されることが予想されます。」現在の結果は、DOEのブルックヘブン国立研究所にある相対論的重イオン衝突型加速器で達成されました。
RHICは、直径約2 kmの円形チューブ内の金の核を加速します。 4か所で核が衝突し、それらのサイトの周りで科学者のチームがデータを収集するための検出器を構築しています。 4つの機器（STAR、PHENIX、PHOBOS、BRAHMS）は、粒子の挙動を追跡および分析するアプローチが異なります。 APSミーティングで報告された作業は、4つのデバイスすべてからのRHICの最初の3年間の結果をまとめたものです。各チームの論文は、ジャーナルNuclear Physics Aの次号でも同時に公開されます。
MITは、米国、ポーランド、台湾のコラボレーションであるPHOBOSの主要機関です。 「私たちは非常に小さいです」と、このデバイスのコンセプトを開発したBuszaは言いました。 「STARとPHENIXはそれぞれ約1億ドルの費用がかかり、約400人のスタッフがいます。費用は1,000万ドル未満で、従業員数は約50人です」と語った。 （BRAHMSも小さい。）
それにもかかわらず、PHOBOSチームは、5つのRHIC実験実行のうち3つから最初の物理結果を取得し、4分の1で引き分けました。 （5回目の実行はまだ分析中です。）
これらの実行の1つについて、チームはデータを収集して分析し、作業に関する論文を5週間以内に提出しました。 「これは高エネルギー物理学では前例のないことです。 「彼はデータから物理学の抽出を管理した人物でした。」
次は何ですか？
大型のRHIC検出器は引き続きデータを収集しますが、PHOBOSは廃止されました。 「費用対効果の観点から、このような小さな実験からできる限り多くの知識を引き出したと感じています」とBusza氏は語った。
したがって、チームは現在、将来を見据えています。メンバーは、ヨーロッパで建設されているラージハドロンコライダー（LHC）であるRHICの後継で研究を続けたいと考えています。その施設は、RHICの30倍の衝突エネルギーを持ち、科学者を宇宙誕生の条件にはるかに近づけます。 「LHCでは、RHICから学んだことをテストします」とBusza氏は語った。 「私たちはまた、新しいサプライズ、おそらくさらに大きなサプライズを期待しています」と彼は結論付けました。
現在PHOBOSに関与しているMITの研究スタッフは、Maarten Ballintijn、Piotr Kulinich、Christof Roland、George Stephans、Robin Verdier、Gerrit vanNieuwenhuizen、およびConstantin Loizidesです。 6人の大学院生もチームに所属しています。研究ではすでに5つの論文が出されており、そのうち2つは途中です。
元のソース：MITニュースリリース
