กระแสน้ำวนและกระแสน้ำวนที่ซับซ้อนสามารถปรากฏขึ้นในระยะที่เหมือนซุปของวัตถุที่เกิดขึ้นหลังจากบิกแบงไม่นาน การจำลองด้วยคอมพิวเตอร์แสดงให้เห็นว่าสารนี้ เรียกว่าพลาสมาควาร์ก-กลูออน สามารถมี “วงแหวนควันที่ร้อนแรงที่สุดในธรรมชาติ” Xin-Nian Wang จากห้องปฏิบัติการแห่งชาติ Lawrence Berkeley ผู้เขียนร่วมของบทความที่ตีพิมพ์ในจดหมายทบทวนทางกายภาพ 4 พ.ย. กล่าว
Wang และเพื่อนร่วมงานได้จำลองการชนกันเช่นเดียวกับที่
Relativistic Heavy Ion Collider ที่ Brookhaven National Laboratory ใน Upton, NY ซึ่งไอออนทองคำถูกกระแทกเข้าด้วยกันด้วยความเร็วเกือบเท่าแสง การรวมตัวดังกล่าวทำให้เกิดของเหลวที่ร้อนจัดและมีความหนาแน่นสูง ซึ่งอนุภาคที่เรียกว่าควาร์กและกลูออน ซึ่งเป็นส่วนประกอบของโปรตอนและนิวตรอนจะปราศจากการท่องไป พลาสมาของควาร์ก-กลูออนนี้มีอุณหภูมิสูงถึงหลายล้านล้านองศาเซลเซียส ซึ่งร้อนกว่าใจกลางดวงอาทิตย์หลายแสนเท่า ( SN: 03/13/10, p.8 )
นักฟิสิกส์ Michael Lisa จากมหาวิทยาลัยแห่งรัฐโอไฮโอกล่าวว่า การศึกษาวงรอบที่ปรากฏในพลาสมาของควาร์ก-กลูออนนี้ “เป็นทิศทางใหม่อย่างแท้จริง” เมื่อนักวิทยาศาสตร์เริ่มสำรวจพลาสมาในขั้นต้น พวกเขาคิดว่ามันจะทำตัวเหมือนลูกไฟธรรมดา ซึ่งขยายออกไปด้านนอกอย่างรวดเร็ว แต่ความเป็นจริงกลับซับซ้อนกว่านั้น
ผลที่ตามมาจากการจำลองการชนกัน พลาสมาควาร์ก-กลูออนจะปั่นป่วนเหมือนวงแหวนควันโดยมีบริเวณที่หมุนเป็นรูปโดนัท กระแสน้ำวนคู่ปรากฏขึ้นในของเหลวเช่นกัน Wang กล่าว คุณจะเห็นผลกระทบที่คล้ายคลึงกันนี้หากคุณลากมือผ่านสระว่ายน้ำ กระแสน้ำวนเกิดขึ้นที่ด้านใดด้านหนึ่งซึ่งหมุนไปในทิศทางตรงกันข้าม “นี่คือสิ่งที่เราพบว่ากำลังเกิดขึ้นในการจำลองของเรา” Wang กล่าว
เรื่องราวดำเนินต่อไปหลังจากกราฟิก
แหวนควัน
ในการจำลองพลาสมาของควาร์ก-กลูออน นักวิทยาศาสตร์พบว่าโครงสร้างคล้ายวงแหวนควัน (ด้านล่าง) ปรากฏในวัสดุเมื่อสองไอออนชนกัน ของเหลวจะหมุนไปรอบๆ ลูกศรเล็กๆ แต่ละลูก เพื่อสร้างวงแหวนไหลขนาดใหญ่หนึ่งวง สีแดงและสีน้ำเงินแสดงถึงคู่ของกระแสน้ำวนที่หมุนวนไปในทิศทางตรงกันข้าม
BERKELEY LAB
การปรากฏตัวของโครงสร้างเหล่านี้ “ทั้งน่าประหลาดใจและไม่น่าแปลกใจ” นักจักรวาลวิทยา Kevork Abazajian จากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียเออร์ไวน์กล่าว “เราไม่รู้ว่าจะคาดหวังอะไร” ผลที่ได้อาจมีนัยยะสำหรับพลาสมาควาร์ก-กลูออนในเอกภพยุคแรก เขากล่าว แต่มีความแตกต่างที่น่าสังเกตระหว่างพลาสมาของควาร์ก-กลูออนในจักรวาลของทารกกับการชนกันของไอออน คิดว่าเอกภพยุคแรกมีความเหมือนกันมาก ในขณะที่พลาสมาของควาร์ก-กลูออนที่เกิดขึ้นจากการชนกันอาจไม่สม่ำเสมอ แต่ Abazajian บอกว่า ถ้าการหมุนวนแบบนี้ก่อตัวขึ้นในเอกภพยุคแรก “บางสิ่งที่แปลกใหม่หรือสิ่งที่แตกต่างกันมากอาจเกิดขึ้นได้จริง” เช่น การก่อตัวของหลุมดำในช่วงเริ่มต้นของประวัติศาสตร์จักรวาล
นักวิทยาศาสตร์สามารถศึกษาอนุภาคที่เกิดขึ้นจากการชนกันของไอออนเพื่อสังเกตกระแสน้ำวนในพลาสมาของควาร์ก-กลูออน อนุภาคเหล่านี้มีคุณสมบัติของควอนตัมที่เรียกว่าสปิน ซึ่งเป็นโมเมนตัมเชิงมุมประเภทที่แท้จริง ซึ่งมีแนวโน้มที่จะติดตามกระแสน้ำวนของของไหล นักวิทยาศาสตร์สามารถตรวจจับอิทธิพลของการหมุนรอบนี้ได้ด้วยการสังเกตการสลายตัวของอนุภาคบางชนิด และวัดมุมที่ปล่อยผลิตภัณฑ์ที่สลายตัวของพวกมัน โดยการศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างคู่ของอนุภาคดังกล่าว นักวิทยาศาสตร์สามารถระบุความแปรปรวนของของเหลวได้
แม้ว่าจะยังไม่เคยพบเห็นการหมุนวนในการทดลอง แต่ตอนนี้การค้นหากำลังดำเนินการอยู่ “การทดลองกำลังทำงานกันอย่างหนัก ดังนั้นเราจึงหวังว่าจะได้รับข่าวเร็วๆ นี้” ลิซ่ากล่าว
credit : kornaatyachtdesign.com kubeny.org lakecountysteelers.net littlewinchester.org luigiandlynai.net lynxdesign.net mendocinocountyrollerderby.org millstbbqcompany.net moberlyareacommunitycollege.org mylittle funny.com
