A kísérletet a Brookhaven Nemzeti Laboratórium Relativisztikus Nehézion-ütköztetőjében (RHIC), a STAR (Solenoidal Tracker at RHIC) detektorban végezték, ahol a kutatók arany atommagokat ütköztetnek közel fénysebességgel, így hozva létre az úgynevezett kvark-gluon plazmát, mely a fizikusok szerint az Univerzum születése utáni pillanatokban is jelen lehetett, az ősrobbanás utáni első milliomod másodpercben – írták a közleményben.

Ezzel 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. Eredményüket a Nature Communications folyóiratban tették közzé.

„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 meghatározzuk” – mutatott rá a közleményben a kísérlet jelentőségére Csanád Máté, az ELTE RHIC-Magyarország csoportjának vezetője, aki a most megjelent STAR cikk és az analízis ellenőrzésében is részt vett mint a kísérlet által felkért belső bíráló.

Csanád Máté elmondta, hogy az ELTE-s kutatócsoport tagjai (Nagy Márton, Kincses Dániel és diákjaik) régóta részt vesznek a STAR kísérlet adatainak felvételében, valamint az ELTE kutatóinak fontos feladata az adatok elemzése, különös tekintettel a femtoszkópiai mérésekre.

A kvark-gluon plazma az anyag azon állapota, amely közvetlenül az Univerzum születése után volt jelen. Ekkor minden olyan forró és sűrű volt, hogy sem az atomok vagy az atommagok, sem építőköveik, a protonok és neutronok nem tudtak kialakulni.

A Brookhaven Nemzeti Laboratórium hatalmas részecskegyorsítójában arany atommagokat ütköztetnek össze. 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 megtudjanak arról, hogyan alakult az ősrobbanás utáni forró „kozmikus levesből” az a világ, amelyben ma élünk — vagyis hogyan kezdtek el a kvarkokból és gluonokból összeállni a protonok, neutronok, majd később az atommagok és az atomok.

„Szeretnénk feltérképezni azt, amit a legeredetibb »fázisdiagramnak« nevezhetnénk” – idézik a közleményben Frank Geurts-et, a Rice University kutatóját, a STAR szóvivőjét.

A közlemény szerint az amerikai STAR kísérlet ezzel a különleges eredménnyel búcsúzik, ugyanis a jövő hónapban, 25 év működés után leállítják. A tervek szerint 2030-ban egy új ütköztető folytatja majd a méréseket, hogy tovább kutassa az anyag és az Univerzum titkait.