Det är några konstiga resultat som tillkännages i fysikvärlden nyligen. En vätska med en negativ effektiv massa och upptäckten av fem nya partiklar utmanar alla vår förståelse av universum.
Nya resultat från ALICE (A Large Ion Collider Experiment) lägger till konstigheten.
ALICE är en detektor på Large Hadron Collider (LHC). Det är en av sju detektorer, och ALICE: s roll är att "studera fysiken för starkt samverkande materia vid extrema energitätheter, där en fas av materia kallas kvark-gluonplasmaformer", enligt CERNs webbplats. Quark-gluonplasma är ett tillstånd som bara fanns några miljoner sekunders efter Big Bang.
I vad vi kan kalla normal materia - det är de bekanta atomerna som vi alla lär oss om i gymnasiet - består protoner och neutroner av kvarkar. Dessa kvarkar hålls samman av andra partiklar som kallas gluoner. ("Lim," får du det?) I ett tillstånd som kallas inneslutning är dessa kvarkar och gluoner permanent bundna samman. Faktum är att kvarkar aldrig har observerats isolerat.
LHC används för att kollidera partiklar i extremt höga hastigheter, vilket skapar temperaturer som kan vara 100 000 gånger varmare än mitten av vår sol. I nya resultat som nyligen släppts från CERN kolliderades blyjoner, och de resulterande extrema förhållandena kommer nära att replikera universums tillstånd de några miljoner sekunden efter Big Bang.
I de extrema temperaturerna bröts tillståndet av inneslutningen, och kvarkarna och gluonerna släpptes och bildade kvark-gluonplasma.
Hittills är detta ganska väl förstått. Men i dessa nya resultat hände något ytterligare. Det ökade produktionen av vad som kallas "konstiga hadroner." Konstiga hadroner är själva kända partiklar. De har namn som Kaon, Lambda, Xi och Omega. De kallas konstiga hadroner eftersom de var och en har en "konstig kvark."
Om allt detta verkar lite grumligt, så är här dinger: Konstiga hadroner kan vara välkända partiklar, eftersom de har observerats i kollisioner mellan tunga kärnor. Men de har inte observerats i kollisioner mellan protoner.
"Att kunna isolera de quark-gluon-plasma-liknande fenomenen i ett mindre och enklare system ... öppnar upp en helt ny dimension för att studera egenskaperna hos det grundläggande tillståndet som vårt universum uppstod från." - Federico Antinori, talesman för ALICE-samarbetet.
"Vi är mycket glada över denna upptäckt", säger Federico Antinori, talesman för ALICE-samarbetet. ”Vi lär oss igen mycket om detta ursprungliga tillstånd. Att kunna isolera de kvark-gluon-plasmaliknande fenomenen i ett mindre och enklare system, till exempel kollisionen mellan två protoner, öppnar upp en helt ny dimension för att studera egenskaperna hos det grundläggande tillstånd som vårt universum uppstod från. ”
Skapandet av kvark-gluonplasma vid CERN ger fysiker en möjlighet att studera den starka interaktionen. Den starka växelverkan är också känd som den starka kraften, en av de fyra grundläggande krafterna i universum, och den som binder kvarkar i protoner och neutroner. Det är också en möjlighet att studera något annat: den ökade produktionen av konstiga hadroner.
I en läcker fras, kallar CERN detta fenomen för "förbättrad konstighetens produktion." (Någon på CERN har en känsla för språk.)
Förbättrad konstighetsproduktion från kvark-gluonplasma förutsades på 1980-talet och observerades under 1990-talet på CERNs Super Proton Synchrotron. ALICE-experimentet vid LHC ger fysiker deras bästa möjlighet att studera hur proton-proton-kollisioner kan ha förbättrat konstighetens produktion på samma sätt som tunga jonkollisioner kan.
Enligt pressmeddelandet som tillkännager dessa resultat kommer "att studera dessa processer mer exakt vara nyckeln till att bättre förstå de mikroskopiska mekanismerna i kvark-gluonplasma och partiklarnas kollektiva beteende i små system."
Jag kunde inte ha sagt det bättre själv.
