Các nhà vật lý thuộc Brookhaven National Laboratory (Mỹ) đã được đưa vào Sách Kỷ lục Guinness vì trong loạt thí nghiệm về sự va chạm của các ion vàng trong máy gia tốc RHIC họ đã thu được một vật chất, tồn tại ở một nhiệt độ cao không thể tưởng tượng nổi - khoảng 4 nghìn tỷ độ, nghĩa là cao gấp 250....
Các nhà vật lý thuộc Brookhaven National Laboratory (Mỹ) đã được đưa vào Sách Kỷ lục Guinness vì trong loạt thí nghiệm về sự va chạm của các ion vàng trong máy gia tốc RHIC họ đã thu được một vật chất, tồn tại ở một nhiệt độ cao không thể tưởng tượng nổi - khoảng 4 nghìn tỷ độ, nghĩa là cao gấp 250.000 lần nhiêt độ ở trung tâm Mặt trời.
Tập đoàn Guinness World Records đã chính thức công nhận thành công này của Brookhaven trong mục “Tạo ra được nhiệt độ cao nhất”.
Trong máy gia tốc các ion nặng tương đối tính (Relativistic Heavy Ion Collider, viết rắt RHIC), các nhà vật lý đã cho phóng ra chùm hạt nhân các nguyên tử vàng đạt tốc độ gần bằng tốc độ của ánh sáng nhằm thu được các hạt quark-gluon, mà theo các nhà vật lý, chúng tràn ngập vũ trụ trong những micro-giây đầu tiên sau khi xuất hiện vào 13,7 tỷ năm trước đây.
Ở trạng thái bình thường, quark “bị giam” trong các proton và neutron. Khi các ion nặng va chạm với nhau, nhiệt độ sẽ tăng cao đến nỗi các proton và neutron bị “chảy ra”, tạo ra dòng plasma quark-gluon. Trên cơ sở này, các nhà khoa học kết luận được rằng vật chất quark-gluon gần giống như một chất lỏng lý tưởng.
Những thí nghiệm để tạo ra vật chất quark-gluon được tiến hành trên cả những trung tâm nghiên cứu hạt nhân khác, đặc biệt trên máy gia tốc lớn LHC của CERN (đặt tại biên giới Pháp và Thụy Sĩ).
Các nhà vật lý ở đây đã cho những ion chì va chạm với nhau và theo dõi kết quả va chạm nhờ detector chuyên dụng ALICE. Mật độ năng lượng mà LHC đạt được cao hơn RHIC đến 3 lần. Điều này có nghĩa là nhiệt độ tại LHC ở thời điểm đó còn lớn hơn nhiệt độ tại RHIC là 30%.
Tuy nhiên các nhà khoa học tại CERN chưa cho công bố chính thức những kết quả đo nhiệt độ của họ nên trong Sách Kỷ lục Guinness chỉ thừa nhận thành công của RHIC.
Các nhà vật lý Nga cũng có dự định nghiên cứu plasma quark-gluon trên máy gia tốc ion nặng NICA tại Phòng thí nghiệm Năng lượng cao thuộc Viện Liên hợp Nghiên cứu Hạt nhân (JINC) tọa lạc tai Dubna, phía bắc thủ đô Matxcova.
Các nhà vật lý thuộc Phòng thí nghiệm quốc gia Brookhaven của Mỹ đã được Tổ chức Kỷ lục Guinness thế giới ghi nhận sau một loạt thí nghiệm tại máy gia tốc RHIC. Trong các thí nghiệm này, họ cho va chạm các ion vàng ở tốc độ rất lớn để tạo ra một dạng vật chất có nhiệt độ khoảng 4 nghìn tỷ độ. Mức nhiệt được công bố cao gấp khoảng 250.000 lần nhiệt độ tại trung tâm Mặt trời.
Guinness World Records đã xếp thành tựu của Brookhaven vào hạng mục tạo ra nhiệt độ cao nhất. RHIC là tên viết tắt của máy gia tốc các ion nặng tương đối tính, nơi các nhà nghiên cứu sử dụng những hạt nhân nguyên tử vàng được tăng tốc lên gần tốc độ ánh sáng. Mục tiêu của thí nghiệm là tạo ra các hạt quark và gluon, những thành phần được cho là từng tồn tại phổ biến trong vũ trụ ở giai đoạn rất sớm.
Theo nội dung nghiên cứu được giới thiệu, quark và gluon có thể đã tràn ngập vũ trụ trong những micro giây đầu tiên sau khi vũ trụ hình thành. Trong điều kiện thông thường, quark bị giữ bên trong proton và neutron, nên không tồn tại tự do trong thời gian dài. Khi các ion nặng va chạm, nhiệt độ tăng mạnh khiến proton và neutron tan rã, từ đó hình thành plasma quark gluon.
Plasma quark gluon là trạng thái vật chất đặc biệt chỉ xuất hiện trong những điều kiện năng lượng cực cao. Dựa trên kết quả quan sát, các nhà khoa học kết luận rằng dạng vật chất này có đặc điểm gần với một chất lỏng lý tưởng. Phát hiện đó giúp các nhà nghiên cứu tìm hiểu thêm về những điều kiện vật lý từng tồn tại ở giai đoạn đầu của vũ trụ.
Các thí nghiệm liên quan đến plasma quark gluon cũng được thực hiện tại nhiều trung tâm nghiên cứu hạt nhân khác. Một trong những cơ sở đáng chú ý là máy gia tốc lớn LHC của Tổ chức Nghiên cứu Hạt nhân châu Âu, thường được gọi là CERN, nằm tại khu vực biên giới Pháp và Thụy Sĩ. Tại đây, các nhà vật lý cho những ion chì va chạm và theo dõi sản phẩm tạo thành bằng detector chuyên dụng ALICE.
Theo nguồn được cung cấp, mật độ năng lượng tại LHC cao hơn khoảng ba lần so với mức đạt được tại RHIC. Từ sự khác biệt này, nhiệt độ tạo ra trong các va chạm tại LHC được cho là cao hơn khoảng 30 phần trăm so với tại RHIC. Tuy nhiên, các nhà khoa học CERN khi đó chưa công bố chính thức kết quả đo nhiệt độ của mình.
Việc chưa có số liệu được công bố chính thức khiến Guinness World Records chỉ công nhận thành tựu của nhóm nghiên cứu tại Brookhaven. Kỷ lục vì vậy được xác lập dựa trên kết quả đã được công bố và có cơ sở để tổ chức này xem xét. Thông tin này cũng cho thấy việc xác nhận một kỷ lục khoa học phụ thuộc vào dữ liệu và quy trình công bố cụ thể.
Các nhà vật lý Nga cũng từng lên kế hoạch nghiên cứu plasma quark gluon bằng máy gia tốc ion nặng NICA. Cơ sở này thuộc Phòng thí nghiệm Năng lượng cao của Viện Liên hợp Nghiên cứu Hạt nhân, đặt tại Dubna, phía bắc thủ đô Matxcova. Những chương trình như vậy mở rộng việc khảo sát vật chất ở điều kiện cực đoan và cung cấp thêm dữ liệu về lịch sử vật lý của vũ trụ.
