Здатність людства створювати високі температури лежить в основі цивілізації — від Бронзової доби до сучасної металургії. Але наскільки гаряче ми можемо зробити, коли справді докладемо зусиль? Рекорд, встановлений у Швейцарії, перевершує будь-яку уяву і навіть температуру в ядрі Сонця, пише T4.
У серпні 2012 року вчені з Європейської організації ядерних досліджень (CERN) офіційно встановили світовий рекорд, створивши найвищу штучну температуру. В експерименті ALICE (A Large Ion Collider Experiment) на Великому адронному колайдері (ВАК) вони досягли неймовірної позначки в 5 трильйонів Кельвінів (що приблизно дорівнює 5 трильйонам градусів за Цельсієм). Для порівняння, температура ядра Сонця становить «лише» 15 мільйонів градусів. Таким чином, створена вченими матерія була у понад 300 000 разів гарячішою. Вважається, що саме таку температуру мав Всесвіт у перші мікросекунди після Великого вибуху.
Щоб досягти такого результату, вчені використали 27-кілометровий підземний тунель ВАК. У ньому за допомогою надпотужних електромагнітів розганяли іони свинцю до швидкості, що становить 99,9999991% від швидкості світла. Іони свинцю були обрані через їхню велику масу: згідно з рівнянням E=mc², чим більша маса частинок, що стикаються, тим більше енергії вивільняється. Коли ці важкі іони врізалися один в одного, вони вивільнили колосальну енергію в надзвичайно малому просторі, створивши на мить «вогняну кулю» з кварків та глюонів — первісний стан матерії, відомий як кварк-глюонна плазма.
Звісно, виміряти таку екстремальну температуру звичайним термометром неможливо. Вчені роблять це опосередковано, аналізуючи наслідки зіткнень. Вони порівнюють цей процес із розпізнаванням музичних інструментів на слух: навіть якщо скрипка та фортепіано грають одну й ту саму ноту, ми розрізняємо їх за унікальним набором обертонів. Подібним чином зіткнення іонів створює «хвилі» в плазмі, які мають унікальний «звуковий підпис». Аналізуючи частинки, що вилітають із плазми, фізики можуть розрахувати її властивості, включно з температурою.
Цікаво, що в цій науковій гонці була й своя драма. Самі експерименти в CERN, що призвели до рекорду, провели ще у 2010 році, але на підтвердження результатів знадобилося два роки. Буквально за два місяці до офіційного оголошення CERN, у червні 2012 року, вчені з Брукгейвенської національної лабораторії в США встановили власний рекорд у 4 трильйони Кельвінів і навіть встигли отримати сертифікат від Книги рекордів Гіннеса. Однак їхнє досягнення було рекордно недовгим. Втім, як зазначають фізики, головною метою є не просто вища температура, а створення ідеального стану кварк-глюонної плазми, що дозволяє зазирнути в перші миті існування нашого Всесвіту.
Читайте також про отруйну морську змію, яка живе лише в одному місці на Землі.
Підписуйся на наш Telegram-канал