התנועה לשחרור הקווארקים והגלואונים

צורתו הקדומה של החומר כפי שהתקיים במיליונית השנייה הראשונה לאחר המפץ הגדול, שוחזרה כנראה במחקר שביצע צוות מחקר בינלאומי בראשותו של פרופ' יצחק צרויה מהמחלקה לפיסיקה של חלקיקים במכון. המחקר בוצע במאיץ החלקיקים של המעבדה האירופית לחקר פיסיקת החלקיקים (CERN) שליד ג'נבה.

 

במיליונית השנייה הראשונה לאחר המפץ הגדול עוד לא היו ביקום אטומים של חומרים שונים, כפי שהם מוכרים לנו כיום. למעשה, באותה עת עדיין לא "נולדו" גם הפרוטונים והניטרונים. סילוני החומר הלוהט שהתפשטו לכל עבר בשברירי השנייה הראשונים לקיומו של היקום, הכילו תערובת נדירה של קווארקים וגלואונים חופשיים.

 

מאוחר יותר, כשהיקום התקרר מעט והצפיפות בו פחתה, "התארגנו" הקווארקים והגלואונים בשילובים שונים שיצרו חלקיקים מורכבים יותר, דוגמת פרוטונים וניטרונים. מאז, למעשה, כמעט שלא נראו עוד ביקום קווארקים וגלואונים חופשיים.

 

מדענים שמבקשים לחקור את הקווארקים והגלואונים הכלואים כיום - בין היתר - בתוך הפרוטונים והניטרונים, משתמשים במאיצי חלקיקים כדי ליצור התנגשויות בין חלקיקים, בתקווה "לשבור את הקליפה" של הפרוטונים והניטרונים. ניסיונות מסוג זה הביאו כבר לזיהוי ולהכרה של הקווארקים ושל הגלואונים, אבל הטכניקה שבה בוצעו הניסיונות האלה אינה יכולה להביא לשיחזורו של "ענן" החומר הבראשיתי שהכיל קווארקים וגלואונים חופשיים. "ענן" חומר זה מכונה בפי הפיסיקאים "פלסמת קווארק-גלואון".

 

צוות המדענים הבינלאומי שהונהג בידי פרופ' צרויה, שיגר אלומה של גרעיני גופרית לעבר לוח זהב. החלקיקים שנעו במהירות הקרובה למהירות האור התנגשו בלוח הזהב בעוצמה רבה. כתוצאה מכך הפך חלק מאנרגיית התנועה של אלומת החלקיקים לחום, ואילו חלק אחר של אנרגיית התנועה הפך לחלקיקי חומר שונים (תהליך שמתואר בנוסחת שוויון החומר והאנרגיה המפורסמת של אלברט איינשטיין: (E=Mc2). היווצרות החלקיקים החדשים מתוך אנרגיית התנועה של אלומת החלקיקים), העלתה מאוד את צפיפות החלקיקים בסביבה שכל גודלה לא עלה על ראש סיכה.

 

המדענים שמדדו את החומר הצפוף, החם והאנרגטי הזה, קיבלו תוצאות שטרם התקבלו עד כה, העשויות להיות מוסברות בהיווצרות צורת החומר שהתקיימה ביקום במיליונית השנייה הראשונה לאחר המפץ הגדול: "ענן" של "פלסמת קווארק-גלואון". ממצאים אלה עשויים לסייע בהבנת מבנה החומר ביקום.