Fisikawan dari CERN mengklaim bahwa mereka berhasil secara tidak sengaja membuat di Large Hadron Collider (LHC) plasma kuark-gluon, materi Big Bang. Hasil eksperimen ini dipublikasikan di jurnal Nature Physics.
“Kami sangat senang dengan penemuan ini. Kami memiliki kesempatan baru untuk mempelajari materi di negara bagian utamanya. Kemampuan untuk mempelajari plasma quark-gluon dalam kondisi yang lebih sederhana dan lebih nyaman, seperti tumbukan proton, membuka dimensi baru bagi kita bagaimana kita dapat mempelajari bagaimana alam semesta berperilaku selama dan sebelum Big Bang,”kata Federico Antinori (Federcio Antinori), perwakilan resmi kolaborasi ALICE di dalam LHC.
Plasma quark-gluon, atau "quagma", adalah materi yang "dibongkar" menjadi partikel-partikel kecil - quark dan gluon, biasanya tertahan di dalam proton, neutron, dan partikel lain melalui interaksi nuklir yang kuat. Untuk "pelepasan" quark dan gluon, diperlukan suhu dan energi yang sangat besar, yang, sebagaimana diyakini para ilmuwan saat ini, ada di alam hanya pada saat Big Bang.
Sekitar sepuluh tahun yang lalu, fisikawan menemukan bahwa kondisi seperti itu dapat diciptakan dengan bertabrakan dengan ion yang cukup berat satu sama lain menggunakan akselerator partikel yang kuat. Untuk waktu yang lama, para ilmuwan percaya bahwa quagma tidak dapat diperoleh dengan cara lain, tetapi tahun lalu mereka melihat tanda-tanda pertama bahwa hal ini tidak terjadi ketika mereka mempelajari hasil eksperimen terbaru pada detektor CMS di LHC. Ternyata "materi utama alam semesta" dibentuk oleh tumbukan proton tunggal dan ion timbal.
Antinori dan koleganya menemukan bahwa sejenis quagma analogue juga terjadi saat proton bertabrakan satu sama lain, mempelajari data yang dikumpulkan oleh detektor ALICE setelah LHC dimulai ulang pada April 2015 dan hingga hari ini.
Proton dan neutron terdiri dari dua jenis partikel subatomik - kuark "turun" (d) dan "naik" (u). Ada empat jenis quark lainnya - adorable (b), enchanted (©), aneh (s), dan true (t). Mereka membentuk dasar dari bentuk materi yang eksotik dan tidak ada di alam dalam bentuk yang stabil. Semua quark ini, seperti yang dikatakan para ilmuwan, hanya dapat terbentuk dengan adanya gluon "bebas", di dalam plasma quark-gluon.
Seperti yang ditunjukkan oleh pengamatan di ALICE, tabrakan proton satu sama lain sering kali menyebabkan munculnya "awan" mikroskopis plasma kuark-gluon - "sup" kuark dan gluon dari proton yang hancur, dipanaskan hingga suhu yang sangat tinggi - sekitar empat triliun derajat Celcius. Jejaknya dalam bentuk partikel yang mengandung apa yang disebut quark "aneh" terdeteksi oleh detektor dalam jumlah besar.
Menariknya, partikel dengan sejumlah besar quark "aneh" muncul lebih sering daripada produk tabrakan proton lainnya. Para ilmuwan percaya bahwa ini menunjukkan keadaan kelahiran mereka yang tidak biasa terkait dengan kondisi yang memerintah di dalam plasma quark-gluon pada saat pembentukannya.
Video promosi:
Ini, menurut pendapat mereka, menunjukkan bahwa sifat-sifat "quagma" dapat dipelajari dengan menggunakan tabrakan proton yang "cocok" bagi fisikawan, daripada ion berat yang kompleks, yang akan membawa kita lebih dekat untuk memahami bagaimana alam semesta terlihat sebelum dan selama Big Bang.
