Cel mai fierbinte lucru creat vreodată de om a atins o temperatură uluitoare, de peste 300.000 de ori mai mare decât cea a Soarelui. Așadar, un lucru e cert: oamenii se pricep de minune să facă lucrurile fierbinți. La urma urmei, capacitatea de a controla focul și temperatura a stat la baza unora dintre cele mai mari salturi tehnologice din istoria noastră, de la Epoca Bronzului la cea a Fierului. Dar cât de departe putem duce această abilitate?
Răspunsul este amețitor: cea mai ridicată temperatură creată vreodată de om a atins 5 trilioane de grade Kelvin. S-a întâmplat în Elveția și a fost o demonstrație incredibilă de ingeniozitate umană.
Anul 2012 și „particula lui Dumnezeu”
A fost anul în care lumea științei a explodat odată cu anunțul descoperirii „particulei lui Dumnezeu”. În mijlocul acestei agitații, o altă realizare monumentală a trecut aproape neobservată. În august 2012, la CERN, oamenii de știință au spulberat recordul pentru cea mai înaltă temperatură artificială.[sursa]
Și nu vorbim de o căldură banală. Nici măcar de temperatura din nucleul Soarelui, care atinge „doar” 15 milioane de grade Celsius. Ce au creat cercetătorii la experimentul ALICE (A Large Ion Collider Experiment) a fost de un cu totul alt ordin de mărime.
„Ceea ce creăm noi este de 100.000 de ori mai fierbinte decât orice altceva din universul actual,” explica la acea vreme Kai Schweda, purtător de cuvânt al colaborării ALICE.
Temperatura atinsă a fost de 5 trilioane de Kelvin – o valoare atât de mare, încât diferența de 273 de grade față de scara Celsius devine irelevantă. Se crede că aceasta a fost temperatura universului la doar câteva microsecunde după Big Bang, când toată materia era o „supă” primordială de quarci și gluoni.
Rețeta pentru a crea o stea pe Pământ
Deci, cum se poate genera o asemenea temperatură? Rețeta, în termeni simpli, sună cam așa:
- Luați un accelerator de particule: Mai exact, Marele Accelerator de Hadroni (LHC) de la CERN – un tunel circular de 27 de kilometri, echipat cu electromagneți supraconductori;
- Alegeți „ingredientele”: Câțiva ioni de plumb. De ce plumb? Pentru că nucleele lor sunt masive (conțin sute de protoni și neutroni), iar conform faimoasei ecuații E = mc², mai multă masă înseamnă mai multă energie eliberată la impact;
- Accelerați-i la maximum: În tunel, ionii de plumb sunt accelerați până ating 99,9999991% din viteza luminii, înconjurând circuitul de peste 11.000 de ori pe secundă;
- Produceți o coliziune frontală: Când acești ioni super-rapizi se ciocnesc, energia lor colosală este eliberată într-un spațiu și un timp infime, creând o „minge de foc” din quarci și gluoni.
Cum măsori ceva atât de fierbinte?
Evident, nu poți folosi un termometru. Măsurarea se face indirect, prin fizică și matematică complexă. Oamenii de știință analizează efectele secundare ale coliziunii – particulele care „țâșnesc” din mingea de foc.
Urs Wiedemann, teoretician la CERN, a oferit o analogie genială: este ca și cum ai asculta un instrument muzical.
„Dacă ascultăm două instrumente diferite cu ochii închiși, putem distinge între ele chiar și atunci când cântă aceeași notă. Motivul este că o notă vine cu un set de armonici care îi conferă un sunet distinctiv.”, explica el.
În mod similar, undele care se propagă prin plasma de quarci și gluoni produc „armonici” unice. Analizând aceste semnături, fizicienii pot deduce proprietățile plasmei: temperatura, densitatea și chiar vâscozitatea, care s-a dovedit a fi mai mică decât a oricărui alt fluid cunoscut.
O cursă științifică contracronometru
Partea amuzantă a acestei povești este că validarea științifică durează. Deși CERN a produs aceste temperaturi încă din anul 2010, a fost nevoie de doi ani pentru a analiza datele și a confirma rezultatul.
Imaginați-vă situația echipei de la Brookhaven National Laboratory din New York. În iunie 2012, cu doar două luni înainte de anunțul CERN, ei făceau senzație cu recordul lor de 4 trilioane de Kelvin, certificat oficial de Guinness World Records. Recordul lor a durat… foarte puțin.[sursa]
Cu toate acestea, spiritul științific a rămas optimist. După cum spunea fiziciana Julia Velkovska, odată atins acest prag de creare a plasmei de quarci-gluoni, „adăugarea de energie suplimentară nu pare să aibă un efect semnificativ. Cred că nu poți obține mai mult decât perfecțiunea!”