ลองนึกภาพลูกโบว์ลิ่งกลิ้งเข้าหากลุ่มพิน คุณเป็นนักขว้างลูกที่ยอดเยี่ยม ลูกบอลจึงพุ่งไปที่ศูนย์กลางของกลุ่มด้วยความเร็วสูง จากนั้นสิ่งแปลกประหลาดก็เกิดขึ้น: เมื่อลูกบอลไปถึงหมุด บอลหยุดตาย แทนที่จะพังลงมา หมุดยังคงแข็งอยู่กับที่ เกิดขึ้นที่นี่คืออะไร? นักวิทยาศาสตร์ ในเมืองอัพตัน รัฐนิวยอร์ก คุ้นเคยกับการชนที่ผิดปกติ ภายในห้องปฏิบัติการ ลำแสงของนิวเคลียสทองคำ 2 ลำ
เคลื่อนที่ด้วย
ความเร็ว 99.99% ของความเร็วแสงชนกันหลายล้านครั้งต่อวินาที ทำให้เกิด “ซุป” ของเศษอนุภาคที่ร้อนเป็นพิเศษ เครื่องตรวจจับขนาดใหญ่ 2 เครื่องช่วยให้นักวิจัยสามารถศึกษาเศษซากนี้ (ซึ่งมีชีวิตอยู่ได้เพียง 3 × 10 –23 วินาที) และสร้างพฤติกรรมของสสารขึ้นใหม่ที่อุณหภูมิมากกว่า 10 12 K ซึ่งร้อน
กว่าใจกลางดวงอาทิตย์เกือบ 100,000 เท่าแต่ในบางโอกาส ผลลัพธ์ของการชนกันทำให้ทั้งนักทฤษฎีและนักทดลองประหลาดใจ ตัวอย่างเช่น การทดลองที่ดำเนินการในช่วงต้นทศวรรษ 2000 แสดงให้เห็นว่า “ซุป” ของสสารที่ก่อตัวขึ้นที่ RHIC หรือที่เรียกว่าพลาสมาควาร์ก-กลูออนนั้นทึบแสงมาก
เมื่อเทียบกับควาร์กและกลูออนที่มีพลัง อนุภาคดังกล่าวที่เดินทางผ่านพลาสมานี้จะถูกหยุดในระยะทางสั้น ๆ และกลายเป็นส่วนหนึ่งของซุป สิ่งนี้จะดับสัญญาณลักษณะเฉพาะที่ใช้ในการตรวจจับการปล่อยก๊าซ ทำให้ “ขาดหายไป” ได้อย่างมีประสิทธิภาพ เช่นเดียวกับลูกโบว์ลิ่งสมมุติที่จะหยุด
เมื่อกระทบกับพิน อนุภาคหนักที่มีโมเมนตัมมากจะไม่หลุดออกจากพลาสมานี้ เพื่อขยายความอุปมาอุปไมย ราวกับว่ามีคนผูกพินโบว์ลิ่งไว้ด้วยเชือกที่แข็งแรงเป็นพิเศษซุปควาร์ก-กลูออนสำหรับควาร์กและกลูออน “เชือก” ที่ใช้งานหนักนี้เป็นที่รู้จักกันอย่างถูกต้องว่าเป็นปฏิสัมพันธ์ที่รุนแรง หนึ่งในสี่อันตรกิริยา
พื้นฐานในธรรมชาติ (พร้อมกับแรงโน้มถ่วง อันตรกิริยาที่อ่อนแอ และอันตรกิริยาทางแม่เหล็กไฟฟ้า) อันตรกิริยาที่แรงจะยึดควาร์กที่ประกอบกันเป็นโปรตอนและนิวตรอนภายในนิวเคลียสของอะตอม มีการไกล่เกลี่ยโดยการแลกเปลี่ยนกลูออน ซึ่งทำงานมากพอๆ กับโฟตอนในการปฏิสัมพันธ์
ทางแม่เหล็กไฟฟ้า
แต่มีความแตกต่างอย่างมากอย่างหนึ่ง กลูออนมีปฏิกิริยาระหว่างกันและกับควาร์ก ซึ่งแตกต่างจากโฟตอนที่มากหรือน้อยซึ่งหลงลืมกันและกัน กลูออนมีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกันเช่นเดียวกับควาร์ก ซึ่งเป็นกระบวนการที่เรียกว่าปฏิกิริยาในตัวเองของกลูออน ปฏิสัมพันธ์ในตัวเองนี้ทำให้ศักย์ระหว่างควาร์กเพิ่มขึ้น
ทฤษฎีอันตรกิริยาอันแข็งแกร่งที่รู้จักกันในชื่อควอนตัมโครโมไดนามิกส์ (QCD) นั้นซับซ้อนอย่างเลื่องลือ การคำนวณคุณสมบัติของสสารที่มีควาร์กหรือที่เรียกว่าฮาดรอนิกสสาร ต้องใช้เทคนิคทางคณิตศาสตร์ที่ซับซ้อนเกินกว่าทฤษฎีการก่อกวน ถึงกระนั้น โดยการแก้สมการ QCD เราพบว่า
ทฤษฎีคาดการณ์ว่าที่พลังงานหรืออุณหภูมิสูง (สูงกว่า 170 MeV หรือ 10 12 K) มีควาร์กและกลูออนจำนวนมากที่แรงที่แข็งแกร่งถูก “คัดกรอง” เมื่อสิ่งนี้เกิดขึ้น ควาร์กและกลูออนแต่ละตัวจะไม่รู้สึกถึงผลกระทบทั้งหมดของแรงอีกต่อไป (ผลที่คล้ายกันนี้เกิดขึ้นในพลาสมาแม่เหล็กไฟฟ้าทั่วไป
ซึ่งการมีประจุไฟฟ้าฟรีสามารถกรองแรงแม่เหล็กไฟฟ้าได้) ผลการตรวจคัดกรองนี้ทำให้ฮาดรอน “หลอมละลาย” ปลดปล่อยส่วนประกอบของพวกมันออกเป็นพลาสมาของควาร์กและกลูออน พลาสมาดังกล่าวอาจมีอยู่ประมาณ 1 วินาทีหลังจากบิกแบง ดังนั้นการตรวจสอบพลาสมาชนิดใหม่เหล่านี้
ด้วยการทดลองจึงเป็นวิธีที่สำคัญในการเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับเอกภพในยุคแรกเริ่มการทดลองที่ RHIC แสดงให้เห็นว่าสสารร้อนมีพฤติกรรมเหมือนซุปเหลวของควาร์กและกลูออนมากกว่าที่จะเป็นก๊าซในอุดมคติ ในระบบของเหลวนี้ อนุภาคหลายตัวออกแรงกระทำต่อกันและกันพร้อมกัน
และพลาสมา
ของควาร์ก-กลูออนจะไหลประสานกัน แม่นยำยิ่งขึ้น การทดลองแสดงให้เห็นว่าพลาสมาไหลเป็นวงรี ซึ่งกระจายไปตามแกนหนึ่งเร็วกว่าอีกแกนหนึ่ง พฤติกรรมดังกล่าวสามารถ คำนวณ เชิงปริมาณได้โดยใช้กฎของอุทกพลศาสตร์ และผลลัพธ์จะจำลองขนาดของการไหลได้ค่อนข้างดี – แต่ถ้าเราคิดว่าระบบเริ่มต้น
ในเฟสพลาสมาด้วยอัตราส่วนความหนืด η ต่อความหนาแน่นเอนโทรปี s ที่น้อยมากคำว่า “ความหนืด” เป็นที่เข้าใจกันดีที่สุดว่าเป็นการวัดความสามารถของของไหลในการรักษาคลื่นและโมเมนตัมในการขนส่ง ดังนั้น ของเหลวที่มีความหนืดต่ำจะดูดซับอนุภาคและสิ่งรบกวนในการขนส่งได้ง่าย
คุณสมบัติการขนส่งของวัสดุถูกกำหนดโดยทั้งความหนืดและความหนาแน่นของอนุภาค ดังนั้นเราจึงใช้อัตราส่วนของความหนืดต่อความหนาแน่นของเอนโทรปี ซึ่งใช้วัดความผิดปกติและจำนวนอนุภาค ตัวอย่างเช่น การขนส่งโมเมนตัมที่มีประสิทธิภาพที่สังเกตได้ในพลาสมาของควาร์ก-กลูออนบ่งบอก
เป็นนัยว่าองค์ประกอบของของเหลวที่อยู่ใกล้เคียง “พูดคุย” ซึ่งกันและกัน กล่าวอีกนัยหนึ่งการมีเพศสัมพันธ์ระหว่างกันนั้นแข็งแกร่ง การประกบกันที่แข็งแรงดังกล่าวยังอธิบายความทึบของของไหล เนื่องจากอนุภาคที่เคลื่อนที่ผ่านจะชนกับกลูออนหรือควาร์กมากกว่าหนึ่งตัวในแต่ละครั้ง
แต่ผลที่ตามมาที่น่าสนใจที่สุดอย่างหนึ่งของความหนืดต่ำของพลาสมาก็คือ อัตราส่วน η/ sนั้นใกล้เคียงกับค่าที่นักทฤษฎีสตริงคำนวณไว้ จะต้องเป็นขีดจำกัดล่างของของเหลว นั่นคือ 1/4π ซึ่งมีค่าน้อยกว่าค่าน้ำในสภาวะปกติประมาณ 380 เท่า และต่ำกว่าค่าฮีเลียมเหลวถึงเก้าเท่า อัตราส่วนความหนืด
ต่อเอนโทรปีที่หายไปทำให้ของเหลวเกือบจะ “สมบูรณ์แบบ” กล่าวคือสามารถไหลได้โดยไม่มีแรงต้านทานใดๆ ลูกพี่ลูกน้องเย็น ผลพวงของการค้นพบมีการถกเถียงกันอย่างดุเดือดเกี่ยวกับสิ่งที่มีปฏิสัมพันธ์ภายในพลาสมาควาร์ก-กลูออน ยังไม่ชัดเจนว่าสสารประกอบด้วยกลูออนเดี่ยว ทุ่งกลูโอนิกบริสุทธิ์ หรืออาจรวมถึงวัตถุหลายกลูออนที่แตกตัวและก่อตัวใหม่อย่างต่อเนื่อง
แนะนำ 666slotclub / hob66
