KGP, en materiefase bestående av kvarker og gluoner. Denne materiefasen kan produseres i laboratorier ved å la tunge atomkjerner (gull, bly) kollidere med hverandre ved høye energier (100 GeV-området). Eksperimenter ved SPS-akseleratoren på CERN utført i 1990-årene ga indikasjoner om at et slikt plasma var produsert. Detaljerte studier av plasmafasen har blitt mulig etter at RHIC-akseleratoren på Brookhaven National Laboratory åpnet i 2000.

Man antar at det tidlige univers befant seg i et kvark-gluon-plasma rett etter big bang. Da var temperaturen og densiteten så høy at kvarker og gluoner ikke ennå var bundet i partikler (hadroner). I den påfølgende ekspansjon av universet sank temperaturen. Etter 0,00002 s, var temperaturen 2 · 1012 K (2 000 000 000 000 K), og plasmaet var så sterkt nedkjølt at det ble dannet protoner og nøytroner (hadronisering). Senere ble de lette, og så de tyngre, atomkjerner dannet. Det er mulig at kvark–gluon-plasmaet eksisterer i det indre av stellare objekter med høy tetthet, slik som nøytronstjerner.

Kvark-gluon-plasmaet som observeres ved RHIC viser sterke kollektive bevegelsesmønstre, som indikerer at plasmaet nærmest oppfører seg som en væske. Det er ventet at plasmaet vil anta en gassform ved enda høyere energier. Målinger av kvark-gluon-plasma ved LHC-akseleratoren på CERN, der man oppnår energier i TeV-området, ble første gang gjennomført høsten 2010.

Figuren viser grovt forskjellen på vanlig kjernematerie og kvark–gluon-plasmaet. Gluonet, som ikke er vist i figuren, er den feltpartikkel som sørger for at kvarkene vekselvirker med hverandre. Kreftene mellom kvarkene er så store at det er umulig å rive løs en kvark for å studere denne. Studiet av kvark-gluon-plasmaet er den eneste måten man eksperimentelt kan undersøke hvordan flere kvarker vekselvirker uten å være bundet i hadroner.

Kvark-gluon-plasmaet vil ha svært kort levetid (10-24s). Ved overgang til hadronisk materie vil man kunne studere tilsvarende prosesser som fant sted i det tidlige univers. Den totale energien og stoffmengden som er til stede i reaksjonen gir dog en kraftig begrensning i forhold til forholdene rett etter big bang.

Anbefalte lenker

RHICs nettsider

Nettsider for ALICE-eksperimentet på CERN

Foreslå endringer i tekst

Foreslå bilder til artikkelen

Kommentarer

Har du spørsmål til artikkelen? Skriv her, så får du svar fra fagansvarlig eller redaktør.

Du må være logget inn for å kommentere.