Er worden de laatste tijd vreemde resultaten aangekondigd in de natuurkundige wereld. Een vloeistof met een negatieve effectieve massa en de ontdekking van vijf nieuwe deeltjes, dagen allemaal ons begrip van het universum uit.
Nieuwe resultaten van ALICE (A Large Ion Collider Experiment) dragen bij aan het vreemde.
ALICE is een detector op de Large Hadron Collider (LHC). Het is een van de zeven detectoren en het is de rol van ALICE om 'de fysica te bestuderen van sterk op elkaar inwerkende materie bij extreme energiedichtheden, waarbij een materie-fase quark-gluon-plasmavormen wordt genoemd', aldus de CERN-website. Quark-gluonplasma is een toestand van materie die slechts een paar miljoenste van een seconde na de oerknal bestond.
In wat we normale materie zouden kunnen noemen - dat zijn de bekende atomen waar we allemaal op de middelbare school over leren - bestaan protonen en neutronen uit quarks. Die quarks worden bij elkaar gehouden door andere deeltjes die gluonen worden genoemd. ("Glue-ons", snap je?) In een staat die bekend staat als opsluiting, zijn deze quarks en gluons permanent met elkaar verbonden. Sterker nog, quarks zijn nooit op zichzelf waargenomen.
De LHC wordt gebruikt om deeltjes met extreem hoge snelheden tegen elkaar te laten botsen, waardoor temperaturen ontstaan die 100.000 keer heter kunnen zijn dan het centrum van onze zon. In nieuwe resultaten die zojuist door CERN zijn vrijgegeven, werden loodionen in botsing gebracht en de resulterende extreme omstandigheden komen in de buurt van het repliceren van de toestand van het heelal die paar miljoenste van een seconde na de oerknal.
Bij die extreme temperaturen werd de toestand van opsluiting verbroken, en de quarks en gluonen kwamen vrij en vormden quark-gluonplasma.
Tot dusver is dit redelijk goed begrepen. Maar in deze nieuwe resultaten gebeurde er iets extra. Er was een verhoogde productie van zogenaamde "vreemde hadrons". Vreemde hadrons zelf zijn bekende deeltjes. Ze hebben namen als Kaon, Lambda, Xi en Omega. Ze worden vreemde hadrons genoemd omdat ze elk één 'vreemde quark' hebben.
Als dit allemaal een beetje duister lijkt, dan is hier de punt: vreemde hadronen zijn misschien wel bekende deeltjes, omdat ze zijn waargenomen bij botsingen tussen zware kernen. Maar ze zijn niet waargenomen bij botsingen tussen protonen.
"In staat zijn om de quark-gluon-plasma-achtige verschijnselen te isoleren in een kleiner en eenvoudiger systeem ... opent een geheel nieuwe dimensie voor de studie van de eigenschappen van de fundamentele staat waaruit ons universum voortkwam." - Federico Antinori, woordvoerder van de ALICE-samenwerking.
"We zijn erg enthousiast over deze ontdekking", zegt Federico Antinori, woordvoerder van de ALICE-samenwerking. 'We leren weer veel over deze oerstaat. Het kunnen isoleren van de quark-gluon-plasma-achtige verschijnselen in een kleiner en eenvoudiger systeem, zoals de botsing tussen twee protonen, opent een geheel nieuwe dimensie voor de studie van de eigenschappen van de fundamentele staat waaruit ons universum voortkwam. "
De creatie van quark-gluonplasma bij CERN biedt natuurkundigen de mogelijkheid om de sterke interactie te bestuderen. De sterke interactie staat ook bekend als de sterke kracht, een van de vier fundamentele krachten in het heelal, en degene die quarks in protonen en neutronen bindt. Het is ook een kans om iets anders te bestuderen: de toegenomen productie van vreemde hadrons.
In een heerlijke bewoording noemt CERN dit fenomeen 'verbeterde vreemdheidsproductie'. (Iemand bij CERN heeft een flair voor taal.)
Verbeterde vreemdheidsproductie uit quark-gluonplasma werd voorspeld in de jaren tachtig en werd waargenomen in de jaren negentig bij CERN's Super Proton Synchrotron. Het ALICE-experiment op de LHC biedt natuurkundigen hun beste kans om tot nu toe te bestuderen hoe proton-proton-botsingen de productie van vreemdheden kunnen verbeteren, op dezelfde manier als zware ionen-botsingen.
Volgens het persbericht waarin deze resultaten worden aangekondigd, zal "het nauwkeuriger bestuderen van deze processen de sleutel zijn om de microscopische mechanismen van het quark-gluon-plasma en het collectieve gedrag van deeltjes in kleine systemen beter te begrijpen."
Ik had het zelf niet beter kunnen zeggen.
