Et stykke af Compact Muon Solenoid/CERN Fysikere på CERN har formået at skabe kvark-gluon plasma - partikel 'suppen' menes at have eksisteret i de tidligste øjeblikke efter Stort brag - ved at bruge færre partikler, end de nogensinde troede muligt. Denne utrolig varme og tætte ursprøjte, som kaldes 'den mindste væske', kan hjælpe os til at forstå, hvordan stof opførte sig og udviklede sig blot mikrosekunder efter universets fødsel.
'Selvom vi tror på, at universets tilstand omkring et mikrosekund efter Big Bang bestod af et kvark-gluon plasma, er der stadig meget, vi ikke helt forstår om egenskaberne af dette plasma,' sagde en af forskerne , Quan Wang fra University of Kansas.
Omkring 10-12sekunder efter Big Bang tror forskerne, at universet bestod af kvark-gluon plasma, som de klassificerer som et 'næsten perfekt væske' , fordi den har næsten nul friktion. Producerer temperaturer på mellem 4 billioner og 6 billioner grader Celsius - omkring 100.000 gange varmere end Solens centrum - denne sag er den hotteste ting nogensinde skabt på jorden.
Kvark-gluon-plasma blev først produceret i LHC tilbage i 2012, men nu har forskere været i stand til at bruge færre partikler end antaget muligt til at nedbryde protoner og neutroner til deres mindre dele, kaldet kvarker og gluoner. Hver proton og neutron afgiver tre kvarker hver, og dette vil frigive gluonerne - en masseløs form for stof, der holder kvarkerne sammen ved hjælp af et fænomen kendt som Strong Force.
Takket være denne kraft, som også kaldes farvekraften, kunne man under normale omstændigheder ikke trække protoner og neutroner fra hinanden, hvis man prøvede. Dette skyldes, at den mængde energi, du skal bruge for at gøre det, ville ende med at producere helt nye kvarker (og deres modstykker, antikvarker), som ville træde i stedet for de kvarker, du lige har 'frigjort'. Dette er kendt som kvark indespærring.
'Dybest set kan du ikke se en isoleret kvark, fordi farvekraften ikke lader dem gå, og den energi, der kræves for at adskille dem, producerer kvark-antikvark-par længe før de er langt nok fra hinanden til at observere hver for sig,' Georgia State Universitys hjemmeside forklarer.
Men jo tættere du klemmer disse kvarker og gluoner sammen, jo svagere bliver denne kraft. Smash dine partikler sammen på utroligt høje energiniveauer - såsom det, der er skabt inde i LHC - og du ender med en tæt 'suppe' af individuelle ingredienser i stedet for en samling af større atomer.
'Betydningen er, at kvarkerne i tæt indespærring er fuldstændig frie til at bevæge sig rundt,' siger Georgia State . 'En del af karakteren af kvark indeslutning er, at jo længere du forsøger at tvinge kvarkerne fra hinanden, jo større er indeslutningskraften.'
Holdet fra Compact Muon Solenoid (CMS) Collaboration på CERNs Large Hadron Collider (LHC) formåede at rive protonerne og neutronerne fra hinanden for at danne et kvark-gluon-plasma ved at smadre protoner ind i blykerner med lysets hastighed inde i CMS-detektoren.
'Disse små dråber af kvark-gluon plasma var først en spændende overraskelse,' en af holdet, Berndt Mueller fra Brookhaven National Laboratory i USA, sagde i en erklæring . 'Fysikere troede oprindeligt, at kun kernerne i store atomer såsom guld ville have nok stof og energi til at befri de kvark- og gluonbyggesten, der udgør protoner og neutroner.'
'Før CMS-eksperimentelle resultater, havde man troet, at mediet skabt i en proton ved blykollisioner ville være for lille til at skabe kvark-gluon plasma,' Wang tilføjede.
Så hvad kan vi lære af dette? At være i stand til at genskabe de første øjeblikke efter Big Bang ved at bruge færre materialer, end vi troede muligt, betyder, at fysikere vil være i stand til mere effektivt at studere og forstå, hvordan stof opførte sig i denne tid - ofte omtalt som Quark-epoken. Hvordan de grundlæggende kræfter, der styrer vores univers, såsom tyngdekraften, blev til, er også noget, forskere vil forfølge, når de studerer kvark-gluon-plasma.
Resultaterne er offentliggjort i Fysiske anmeldelsesbreve .