竜巻よりも速く、木星で渦巻く巨大な嵐よりも速い-それは、科学者がビッグバンを再現することを意図した接着剤の粒子の原始的なスープで作成した世界最速の渦巻き渦です。
渦巻く粒子のスープは、ヘッドスナップ速度で回転します。
ただし、渦がクォークグルオンプラズマと呼ばれる非常に小さい物質で発生するので、この高速回転する流体がすぐに頭を回すとは思わないでください。この渦の兆候は、生成する粒子によってのみ検出できます。
「クォークグルオンプラズマは見ることができません。それは原子核のスケールにあります」と、オハイオ州立大学の物理学者である相対論的重イオン衝突（RHIC）の共同研究に取り組んでいるマイケルリサは言った。新しい結果。
温かいスープ
ビッグバンの直後、クォークとグルオンと呼ばれる素粒子の熱い原始的なシチューが赤ちゃんの宇宙に浸透しました。これらの素粒子は、陽子や中性子などのよく知られた粒子の構成要素です。このクォークグルオンプラズマには、いくつかのユニークな特性があります。まず、華氏7兆から10兆度（摂氏3.9兆から5.6兆度）の猛烈な温度で、これは最も高温の既知の流体です。また、これは最も密度の高い流体であり、摩擦がほとんどない、つまり非常に簡単に流れるという点で「ほぼ完璧」です。
ビッグバン後のその瞬間に何が起こったかを正確に理解するために、科学者たちはこの原始的な粒子のスープを、ニューヨーク州アプトンのブルックヘブン国立研究所にあるRHICの原子粉砕機で再現しました。 RHICは金の原子核をほぼ光速で粉砕し、超高感度検出器を使用して衝突から飛散した粒子を測定します。
ふれまわり流体
新しい研究では、チームはクォークグルオンプラズマの渦度を分析しました-本質的にその角運動量、または口語的にはそれが回転する速さの尺度。
もちろん、彼らには特有の障害がありました：RHICはほんのわずかな量の資料を生成することができ、それは非常に短い間、つまり約10 ^マイナス23秒生きます。したがって、従来の意味でこの流体を実際に「観察」する方法はありません。
代わりに、科学者はスープから放出された粒子に基づいて、その渦の兆候を探しているとリサはライブサイエンスに語った。平均して、回転する流体の内部の粒子は、流体の角運動量にほぼ一致するスピンを持つ必要があります。この渦巻きスープから出てくる粒子が予想される経路からどれだけ偏向するかを測定することにより、チームは、流体の渦度の大まかな見積もりを計算できます。これは、局所的な回転運動を大まかに測定します。特に、ラムダバリオンとして知られている粒子は、陽子や中性子などの他の粒子よりもゆっくりと減衰する傾向があるため、RHIC検出器は消滅する前に経路を簡単に追跡できます。
クォークグルオンプラズマの渦巻きが、竜巻内部の渦巻き運動を公園の穏やかな一日のように見せています。渦度はこれまでで最も速い-ガスの渦巻く嵐である木星の大赤斑よりもはるかに速い。研究者たちは、ネイチャー誌で8月2日、過冷却タイプのヘリウムナノ液滴である以前の記録保持者よりも高速であると報告している。
プラズマ中の流体の流れの構造を理解することで、原子を結びつける強い核力への洞察が明らかになる可能性があると研究者らは述べた。いくつかの競合する粒子理論は、渦度について予測を行い、最終的にこれらの実験結果と比較することができます。しかし、科学者たちはまだ決定的な結論を下すにはプラズマの渦巻く性質についてほとんど知りません。
「それが私たちに基本的なことを教えているかどうかを言うのは時期尚早です」とリサは言った。
