Людство здавна прагнуло досягти екстремальних температур, і новітні досягнення в ядерних дослідженнях дозволяють створювати умови, які на багато порядків перевищують природні явища, зокрема й ті, що відбуваються в надрах Сонця.
Про це розповідає ProIT
Рекорд високої температури у Великому адронному колайдері
У серпні 2012 року науковці з Європейської організації ядерних досліджень (CERN) офіційно зафіксували найвищу штучну температуру в історії людства. Під час експерименту ALICE (A Large Ion Collider Experiment) на Великому адронному колайдері вдалося досягти температури у 5 трильйонів Кельвінів, що еквівалентно 5 трильйонам градусів за Цельсієм. Для порівняння, температура ядра Сонця складає орієнтовно 15 мільйонів градусів — отже, науковці створили середовище, гарячіше у понад 300 000 разів. Саме таку температуру, за сучасними уявленнями, мав Всесвіт у перші мікросекунди після Великого вибуху.
Як створюють екстремальну температуру у лабораторії
Досягти подібних результатів вдалося завдяки використанню 27-кілометрового підземного тунелю ВАК, де іони свинцю розганялися до 99,9999991% швидкості світла за допомогою потужних електромагнітів. Свинець обрали через велику масу його іонів, адже згідно з рівнянням Ейнштейна E=mc², більша маса означає більшу можливу енергію зіткнення. Коли ці іони зіштовхувалися, у надзвичайно малій ділянці простору вивільнялася величезна енергія, утворюючи на мить стан матерії, який існував лише у перші миті Всесвіту — кварк-глюонну плазму.
Виміряти настільки екстремальні температури традиційними методами неможливо, тому фізики використовують непрямі способи. Вони аналізують частинки, які вилітають із плазми, подібно до того, як музикант розрізняє інструменти за унікальними обертонами. Кожне зіткнення іонів створює власний «звуковий підпис» у вигляді хвиль у плазмі, і саме ці параметри допомагають визначити температуру й інші фізичні властивості речовини.
«Самі експерименти в CERN, що призвели до рекорду, провели ще у 2010 році, але на підтвердження результатів знадобилося два роки. Буквально за два місяці до офіційного оголошення CERN, у червні 2012 року, вчені з Брукгейвенської національної лабораторії в США встановили власний рекорд у 4 трильйони Кельвінів і навіть встигли отримати сертифікат від Книги рекордів Гіннеса. Однак їхнє досягнення було рекордно недовгим».
Науковці наголошують, що головна мета подібних експериментів — не лише встановлення температурних рекордів, а й створення ідеального стану кварк-глюонної плазми. Це дозволяє отримати унікальну інформацію про перші миті існування нашого Всесвіту і краще зрозуміти фундаментальні процеси, які визначають його еволюцію.