Kondensat kolorowego szkła- czyżby nowy typ materii?

Dzisiaj odbiegniemy trochę od zawirowań dookoła GMO i przejdziemy do ostatnio coraz bardziej nagłaśnianego wydarzenia jakim było prawdopodobne odkrycie nowego typu materii w Wielkim Zderzaczu Hadronów (LHC).

Kondensat kolorowego szkła bo o tym typie materii mowa jest prawdopodobnie nowym stanem, którego wcześniej nie znaliśmy, a który może pomóc nam w zrozumieniu wielu procesów kwantowych zachodzących podczas zderzeń w akceleratorze. Kondensat kolorowego szkła bynajmniej nie ma nic wspólnego ani ze szkłem, ani z kolorem o jakim zwykliśmy myśleć. Podczas prowadzenia doświadczeń fizycy pracujący w LHC dokładniej w Compact Muon Solenoid (detektor służący w obserwacji mionów), że na kilka milionów zderzeń, które mają miejsce kilka z cząstek, które w tych zderzeniach powstają (jak odpryski) formują pary i podążają w jedną, określoną stronę, co sprawiało wrażenie jakby cząstki się 'dogadywały' ze sobą gdzie lecieć  Nie jest to nowa obserwacja, ponieważ podobne zachowania cząstek zaobserwowano około dwóch lat temu w czasie doświadczeń prowadzących przez badaczy Bolka Wysloucha i Wita Busza w zderzeniach samych protonów. Obecnie LHC zaobserwował takie samo zachowania podczas zderzeń między jonami (ołowiu, złota i miedzi) a protonami. Raju Vengopalan z Brookhaven National Laboratory przypomina, że podczas zderzeń protonów pojawia się plazma kwarkowo-gluonowa. Podczas zderzeń jonów i protonów plazma ta również powstaje, ponieważ jony również zawierają w sobie protony. Kwarki i gluony w plazmie pojawiają się podczas rozpadu protonów, które zbudowane są z 3 kwarków i morza gluonów. Dzisiaj teoretycy skłaniają się do teorii, że podczas owych zderzeń powstaje podobna do fali struktura gluonów nazwana kondensatem kolorowego szkła.

Kondensat kolorowego szkła sam w sobie to nowy rodzaj materii. Pojawia się on tylko na ułamki sekund i jedynie w czasie, gdy cząstka porusza się z prędkością bliską prędkości światła. Ponieważ protony zbudowane są z kwarków i gluonów, przy tak wielkich prędkościach zaczynają się one do siebie bardzo mocno zbliżać wewnątrz protonów co skutkuje powstaniem bardzo skondensowanej 'ściany' kwarkowo- gluonowej. Owa 'ściana' jest ultra-ściśnięta- bardziej niż cokolwiek co możemy sobie wyobrazić. Nazwa 'kolorowy' odnosi się do pola jakie występuje pomiędzy kwarkami i przenoszone jest przez gluony. Można sobie wyobrazić  że trzy kwarki obecne we wnętrzu protonu otoczone są chmarą gluonów, które przemieszczają się od kwarka do kwarka i dookoła roztacza się pole sił kolorowych- opisem tego pola zajmuje się chromodynamika kwantowa. Pole kolorowe w momencie 'puknięcia' się cząstek można porównać do pola magnetycznego. Podobnie jak opiłki żelaza poruszają się wzdłuż linii pola magnetycznego, podobnie pary cząstek poruszają się po liniach pola kolorowego w momencie rozpryśnięcia cząsteczek.

Ciekawym faktem jest to, że materia jaka wtedy powstaje podobna jest do szkła jakie my znamy- w krótkich odcinkach czasu zachowuje się jak ciało stałe, a w dłuższych jak ciecz (trzeba pamiętać  że szkło jakie my znamy nie jest typowym ciałem stałem).

Naukowcy Vengopalan i jego były student Dusling zajmują się teorią kondensatu szkła kolorowego i wysunęli ciekawą, ale bardzo obiecującą hipotezę- protony składają się z trzech kwarków, które na wyższym poziomie energetycznym (myślę, że poruszanie się z prędkością światła jest wystarczająco 'dającym energetycznego kopa' procesem) pozyskują dodatkowe gluony. Gluony podobnie jak elektrony występują w jednym momencie zarówno w formie cząsteczek jak i fali, a ich funkcja falowa może być skorelowana. Jeśli ich funkcja falowa jest skorelowana ze sobą mamy do czynienia z  kwantowym splątaniem tych cząstek, a to może wyjaśniać wymianę informacji dotyczącej kierunku poruszania się.

Podczas pisania posta korzystałem ze stron:
Kopalnia wiedzy
GeekWeek
Space.com
geekosystem.com

Pamiętajcie o naszym zaprzyjaźnionym Antykwariacie!