Para ilmuwan baru saja menyaksikan hal itu terjadi. Atau lebih tepatnya, mereka menyaksikan ketiadaan sesuatu yang membuktikan sebuah fenomena telah ada sejak detik-detik pertama setelah Big Bang.
Dibutuhkan waktu dua dekade untuk menghancurkan inti timah dengan kecepatan mendekati cahaya. Namun Large Hadron Collider (Lhc) akhirnya menghasilkan “kebangkitan difusi” di dalam plasma quark-gluon seperti yang diprediksikan para fisikawan lebih dari 20 tahun yang lalu. Ini adalah riak kecil dalam sup kosmik. Kebangkitan yang ditinggalkan oleh partikel-partikel yang melewati keadaan paling awal di alam semesta.
Mengapa Kita Belum Pernah Melihat Difusi Terbangun Sebelumnya
Inilah masalah fisika energi tinggi: sinyalnya lemah. Suaranya memekakkan telinga.
Selama dua puluh tahun, tim mencari bangun ini menggunakan boson Z. Mereka menghancurkan atom, mencari jet di samping boson Z, dan berharap melihat sekilas gangguan pada plasma. Buktinya ada di sana. Tapi itu tenggelam. Efek lain yang berhubungan dengan jet menutupi sinyal gelombang halus. Datanya tidak cukup bersih. Anda tidak dapat menyebut suatu penemuan sebagai penemuan jika Anda tidak dapat memisahkannya secara statistik dari keadaan statis.
Untuk sementara waktu terasa mustahil.
Maka para peneliti di Universitas Illinois Chicago mengubah strateginya. Mereka berhenti mengejar boson Z untuk pengujian khusus ini. Sebaliknya, mereka menggunakan LHC untuk membuat acara “dijet”. Dua jet. Kembali ke belakang. Seperti peluru kembar yang ditembakkan berlawanan arah dari pusat tumbukan.
Bentuk ini penting. Simetrinya memungkinkan para ilmuwan mengupas kebisingan tersebut.
Apa Sebenarnya Plasma Quark-Gluon itu?
Anda tidak dapat menemukan satu-satunya quark atau gluon di dapur Anda. Atau di Bulan. Di alam semesta saat ini, mereka terkurung dalam proton dan neutron, terikat erat sebagai bagian dari partikel lebih besar yang disebut hadron.
Untuk membebaskan mereka, Anda membutuhkan energi yang gila.
LHC menghancurkan inti timbal secara bersamaan. Tabrakan tersebut memanaskan materi hingga triliunan derajat. Ini melelehkan proton. Yang Anda dapatkan adalah plasma quark-gluon. Ini adalah “sup” yang dibuat oleh alam semesta awal beberapa mikrodetik setelah Big Bang. Panas. Padat. Seperti cairan.
Ketika partikel bergerak melalui cairan ini, mereka tidak lewat begitu saja. Mereka berinteraksi. Mereka kehilangan momentum. Mereka mendorong plasma keluar. Seperti perahu yang membelah lautan. Fisika memprediksi kebangkitan. Kebangkitan difusi.
Tanda Yang Membuktikannya Nyata
Pengukuran baru ini sederhana namun elegan. Tim mengamati wilayah di belakang arah perjalanan jet.
Ruang kosong. Atau dekat dengannya.
Mereka melihat jelas kurangnya partikel di zona bangun, terutama pada momentum yang lebih rendah. Defisit ini adalah tanda dari kebangkitan tersebut. Ini sangat cocok dengan teorinya.
“Pengamatan ini adalah puncak dari pencarian selama satu dekade,” kata Olga Evdokimova, ketua tim di UIC.
Sebenarnya, katanya, sudah lebih dari dua puluh tahun. Fenomena tersebut telah diprediksi dua dekade lalu. Hal ini tetap sulit dipahami sampai pendekatan baru ini membuat sinyalnya lebih keras daripada kekacauan di latar belakang.
Efek yang paling kuat terjadi pada tumbukan timbal-timah di bagian tengah. Tabrakan ini menciptakan gumpalan plasma quark-gluon terpadat di Bumi. Lebih banyak plasma berarti lebih banyak gesekan pada jet. Semakin banyak gesekan berarti gelombang yang lebih besar dan lebih terlihat.
Mengapa Ini Penting bagi Kosmologi
Raghunath Pradhan, pemimpin UIC lainnya, menyebutnya sebagai pembuka pintu. Karakterisasi presisi. Itulah yang bisa kami lakukan sekarang.
Memahami bagaimana partikel kehilangan energi dalam plasma ini membantu kita memodelkan alam semesta awal. Kita dapat mensimulasikan kepadatan dan aliran kosmos segera setelah kelahirannya dengan akurasi yang lebih baik. Ini mengubah dugaan teoretis menjadi dinamika terukur.
Kami sedang memetakan gesekan Big Bang.
Dan itu bukanlah penambangan data yang bagus. Untuk itu diperlukan membuang metode lama dan bertaruh pada geometri dijets. Sebuah risiko yang membuahkan hasil.
Jadi kemana kita akan pergi selanjutnya? Mungkin karena tabrakan lainnya. Jenis parton lainnya. LHC terus berputar. Plasma terus mendidih.
Kami akhirnya dapat melihat dengan jelas riak tersebut. Sekarang kita harus memahami lautan.
