دانشمندان ابزاری جدید برای مطالعه جهان اولیه توسعه دادهاند. پس از گذراندن یک کالیبراسیون حیاتی «شمع استاندارد»، آشکارساز sPHENIX در برخورددهنده یونهای سنگین نسبیتی (RHIC) بروکهاون آماده است تا بقایای پلاسمای کوارک-گلوئون، «سوپ اولیه» داغ و متراکمی که بلافاصله پس از بیگ بنگ جهان را فرا گرفت، را شناسایی کند. این پلاسما به طور موقت در RHIC بروکهاون با خرد کردن یونهای سنگین طلا با سرعت تقریباً نور بازسازی میشود. این دستاورد، دریچهای به سوی تحقیقات عمیق در مورد این بقایای بیگ بنگ میگشاید.
طبق تحقیقات، sPHENIX با خرد کردن یونهای طلا با سرعت نزدیک به نور و شمارش ذرات حاصل، دقت خود را ثابت کرد. این ابزار برخوردهای رو در رو در مقابل برخوردهای خراشنده را اندازهگیری کرد و ده برابر ذرات بیشتر (و ده برابر انرژی) را در برخوردهای مستقیم یافت. این آزمایش «شمع استاندارد» تأیید کرد که آشکارساز طبق طراحی کار میکند.
آشکارساز دو طبقه و ۱۰۰۰ تنی، پرتوهای RHIC را احاطه کرده است. این آشکارساز میتواند ۱۵۰۰۰ برخورد در ثانیه را ثبت کند و مانند یک دوربین سهبعدی عمل میکند که انرژی و مسیر هر ذره را ردیابی میکند. دانشمندان آن را با پرتاب یک تلسکوپ فضایی جدید که اولین تصویر خود را میگیرد، مقایسه میکنند و نشان میدهند که sPHENIX برای اکتشافات جدید آماده است.
پلاسمای کوارک-گلوئون (QGP)، سیالی از کوارکها و گلوئونها که جهان اولیه را پر کرده بود، به طور موقت توسط برخوردهای RHIC بازسازی میشود. پس از خنک شدن و متراکم شدن به پروتونها و نوترونها، این QGP تقریباً بلافاصله (بین ۱۰ تا ۲۲ ثانیه) ناپدید میشود. فقط محصولات فروپاشی QGP یا “خاکسترها” که sPHENIX برای بازسازی خواص پلاسما اندازهگیری خواهد کرد، به خودی خود قابل مشاهده هستند.
محققان قصد دارند با بررسی این ذرات، درک جدیدی از منشأ ماده به دست آورند تا مشخص کنند که سوپ اولیه چقدر متراکم بوده و چگونه ذرات در آن پخش شدهاند. در اصل، فیزیکدانان ممکن است بتوانند با کالبدشکافی این «خاکسترها» شرایط را در میکروثانیههای اولیه جهان بازسازی کنند.
