3,3 billió fokos plazmával reprodukálták az ősrobbanás utáni fiatal Univerzumot.

Tavaly novemberben az ELTE fizikusai is részt vettek abban a nagyszabású kísérletben, amelynek keretében sikerült megmérni a valaha létrehozott legforróbb anyag, az ősrobbanás után, az Univerzum születése utáni pillanatokban is jelenlevő kvark-gluon plazma hőmérsékletét. Ez 220 ezerszer forróbb lehetett még a Nap 15 millió fokos középpontjánál is.

A kísérletet a Brookhaven Nemzeti Laboratórium Relativisztikus Nehézion-ütköztetőjében (RHIC), a STAR (Solenoidal Tracker at RHIC) detektorban végezték. A kutatók arany atommagokat ütköztettek közel fénysebességgel, így hozva létre az úgynevezett kvark-gluon plazmát. Ez ugyanis, a fizikusok szerint, az Univerzum születése utáni pillanatokban is jelen lehetett, az Ősrobbanás utáni első milliomod másodpercben. Az anyaggal már régóta kísérleteznek. Ám most először fordult elő, hogy elektron-pozitron párok segítségével sikerült megmérniük ennek az anyagnak a hőmérsékletét, fejlődésének korai és kései szakaszában egyaránt.

Csanád Máté, az ELTE RHIC-Magyarország csoportjának vezetője úgy gondolja, hogy ez az eredmény azért nagyon fontos, mert ezt a hőmérsékletet az eddigiektől független módon sikerült megmérni. Ráadásul a közeg hűlésének különböző időpillanataiban. Ez megnyitja az előtt is az utat, hogy a kvarkanyag létrehozásához szükséges ütközési energiát kísérletileg meghatározzák. Az ELTE kutatócsoport tagjai (Nagy Márton, Kincses Dániel és diákjaik) régóta vesznek részt a STAR kísérlet adatainak felvételében. De az ELTE kutatóinak az is fontos feladata, hogy az adatokat elemezzék, különös tekintettel a femtoszkópiai mérésekre.

A kvark-gluon plazma az anyag azon állapota, amely közvetlenül az Univerzum születése, az ősrobbanás után volt jelen.

Ekkor minden olyan forró és sűrű volt, hogy sem az atomok, sem az atommagok, sem építőköveik, a protonok és neutronok nem tudtak kialakulni. A Brookhaven Nemzeti Laboratórium hatalmas részecskegyorsítójában végzett kísérletben az ütközés pillanatában az atommagokban lévő protonok és neutronok „szétesnek”. Így egy nagyon rövid időre létrejön ez az ősi anyagállapot, a kvark-gluon plazma. A kutatók ezt az apró, villanásnyi pillanatot próbálják megfigyelni, hogy minél többet tudjanak meg arról, hogyan alakult az ősrobbanás utáni forró „kozmikus levesből” az a világ, amelyben ma élünk. Azaz hogyan kezdtek el a kvarkokból és gluonokból összeállni a protonok, neutronok, majd később az atommagok és az atomok.

Ám a jövőt már egy másik kísérlet írhatja tovább, hiszen az RHIC STAR kísérlet ezzel a különleges eredménnyel búcsúzott, 25 év működés után leállítják a laboratóriumot, hogy a helyén elkezdhessék az Elektron–Ion Ütköztető építését, mely a tervek szerint 2030-ban készülhet el, hogy tovább kutassa az anyag és az Univerzum titkait.