با خلق لحظاتی پس از وقوع بیگ بنگ دانشمندان چه دیدند؟
بعد از نزدیک به 20 سال تلاش، دانشمندان با به هم کوبیدن ذرات یون به یکدیگر به بازآفرینی شرایط در آغاز جهان نزدیک تر شدند. برخورد یون ها در داخل برخورد دهنده بزرگ هادرون در سویس انجام گرفت.
میشل توتز استاد فیزیک دانشگاه کلمبیا که در پروژه ALICE (آزمایش برخورد دهنده بزرگ یونی) شرکت دارد به شبکه تلویزیونی سی ان ان گفته:«آن چه ما انجام می دهیم خلق شرایطی است که در همان ابتدای تشکیل جهان و یک میلیونیوم یک ثانیه بعد از بیگ بنگ به وجود آمد. برخورد ذرات یون به یکدیگر می تواند دمایی 100 هزار برابر داغ تر از خورشید را در داخل برخورد دهنده هادرون تولید کند. این شرط، شرط لازم برای بررسی جهان در میلیاردها سال قبل لازم است. ما امیدواریم بفهمیم این ترکیبات بنیادی چگونه به سوی ساختن پروتون ها و نوترون ها می روند. می دانیم که پروتون ها و نوترون ها به نوبه خود اتم ها را تشکیل می دهند و همه ما هم از اتم ها ساخته شده ایم.»
دانشمندان می گویند هر کسی که گام در مسیر علم نجوم می گذارد غرایب فیزیک ذرات از ماهیت نور گرفته تا اجزای مرموز ماده تاریک را به رسمیت می شناسد. فیزیک ذرات بارها و بارها نشان داده که ما در چه جهان شگفت انگیزی زندگی می کنیم. برخورد دهنده بزرگ هادرون نویدبخش ترین آزمایش در زمینه فیزیک ذرات بود که به طور موقت تعطیل شد. این برخورد دهنده یک تونل 13.25 میلیارد دلاری است که برای برخورد دادن ذرات در سرعت های نزدیک به سرعت نور در سازمان تحقیقات هسته ای اروپا در ژنو سوییس مورد استفاده قرار می گیرد. با این حال بسیاری از غربی ها این پرسش را مطرح می کنند که آیا برخورد دهنده ارزش صرف این همه بودجه را دارد. پاسخ بسیاری از آمریکایی ها منفی است و به همین دلیل مجلس نمایندگان آمریکا تصمیم گرفته از اختصاص 1 میلیارد دلار برای برخورد دهنده بزرگ تگزاس صرف نظر کند.
این برخوردها گلوله های انفجاری زیراتمی ریزی را به وجود می آورند که در یک آزمایش به بالاترین درجه حرارت و تراکم می رسند و شرایطی را خلق می کنند که درست یک میلیونیوم ثانیه بعد از بیگ بنگ به وجود آمده.
در این برخوردها دماهای حدود ده تریلیون درجه (که یک میلیون برابر داغ تر از دمای مرکز خورشید است) و تراکم هایی شبیه به یک ستاره نوترونی به دست می آید. (تصور کنید که یکی از اهرام بزرگ مصر به اندازه یک سرسوزن فشرده شود.)
در این شرایط انتظار می رود، پروتون ها و نوترون ها که هسته اتم را تشکیل می دهند ذوب شوند و ملغمه عجیب و غریبی از ذرات بینادین کوارک و گلوئون، به نام پلاسمای کوارک- گلوئون را تشکیل دهند. ما دراین برخوردها مقدار کمی از جهان را در لحظات ابتدای آن خلق خواهیم کرد. ما با مطالعه پلاسمای کوارک- گلوئون، امیدواریم درباره نیروی قوی ای که یکی از چهار نیروی بینادی شناخته شده طبیعت است بیشتر بیاموزیم.
این نیروی قوی هزار برابر قوی تر از نیروی الکترومغناطیسی است و عامل با هم نگه داشتن پروتون ها و نوترون ها در هسته یک اتم است. پروتون ها و نوترون ها ذرات بینادی نیستند اما خودشان از ذراتی به نامکوارک ها تشکیل شده اند. باز هم این نیروی قوی است که کوارک ها را درداخل پروتون ها و نوترون ها به هم متصل نگه می دارد. شاید جالب ترین وجه نیروی قوی این است که حدود 98 درصد جرم پروتون ها و نوترون ها را تولید می کند (دو درصد دیگر وزن آنها از خود کوارک ها می آید.) این به آن معنی است که حدود 98 درصد جرم همه ماده اتمی ما از این نیرو می آید.
