Fisikawan mempersempit titik kritis gaya nuklir kuat
Para peneliti telah membuat kemajuan dalam mengidentifikasi titik kritis di mana gaya nuklir kuat melemah, memungkinkan quark dan gluon membentuk plasma panas. Dengan menganalisis tabrakan di akselerator partikel New York, para ilmuwan telah mempersempit lokasi potensial titik ini pada diagram fase. Penemuan ini dapat mengungkap wawasan tentang alam semesta awal dan bintang neutron.
Gaya nuklir kuat, interaksi terkuat alam, mengikat quark dan gluon menjadi proton dan neutron. Selama beberapa dekade, para fisikawan telah mencari "titik kritis" di mana gaya ini tiba-tiba melonggar, mirip dengan titik triple pada air di mana cairan, es, dan uap berdampingan. Titik seperti itu akan menandai transisi tajam ke plasma quark-gluon, keadaan sup berbentuk materi yang diciptakan dalam tabrakan energi tinggi.
Xin Dong di Laboratorium Nasional Lawrence Berkeley di California memimpin tim yang memeriksa data dari tabrakan ion emas di Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) di Laboratorium Nasional Brookhaven di New York. Mereka mempelajari jumlah dan distribusi partikel yang dihasilkan, bertujuan untuk memetakan diagram fase untuk materi quark-gluon di bawah suhu dan tekanan yang bervariasi. Meskipun analisis tidak secara tepat menentukan lokasi titik kritis, itu secara signifikan membatasi wilayah di mana titik itu mungkin ada.
"Kami secara efektif mencoba membuat diagram fase untuk quark dan gluon," kata Dong. Eksperimen mengungkapkan "peleburan" bertahap menjadi plasma di beberapa area, tetapi titik kritis akan melibatkan pergeseran mendadak, mirip dengan pembentukan potongan es di air.
Agnieszka Sorensen di Fasilitas untuk Isotop Langka di Michigan, yang tidak terlibat, mencatat bahwa pekerjaan ini memandu pencarian masa depan dan menyoroti sifat partikel kunci sebagai indikator. Claudia Ratti di Universitas Houston memuji ketepatan, terutama di wilayah diagram yang menantang secara teori, dan menyerukan analisis pada energi lebih rendah di mana prediksi bertemu.
Dong menekankan bahwa mendeteksi titik kritis akan menjadi "terobosan generasional." Gaya kuat unik di antara gaya fundamental dalam potensi memiliki titik seperti itu, dan memengaruhi materi panas dan padat pasca-Big Bang serta mengatur struktur bintang neutron. Menyelesaikan diagram fase dapat menerangi fenomena kosmik ini.
Temuan muncul di Physical Review Letters (DOI: 10.1103/9l69-2d7p).