Sciencemag.cz
Doporučujeme
Kvark-gluonové plazma, tedy horká polévka elementárních částic, vyplňovalo vesmír několik mikrosekund po velkém třesku – nebo to alespoň předpokládáme. Nová studie ukazuje, že tato krajně exotická forma hmoty (však tehdejší teplota byla asi milionkrát vyšší než ve středu Slunce) mohla mít určité společné vlastnosti s obyčejnou vodou.
Tok vody ovlivňují především dvě její vlastnosti, viskozita a hustota – respektive poměr mezi nimi. A i když kvark-gluonové plazma má hustotu i viskozitu oproti vodě větší asi o 16 řádů, jejich poměr, tzv. kinematická viskozita, by mohl být překvapivě podobný. To stojí za trochu upřesnění, protože nemá jít jen o náhodnou shodu a kuriozitu. Viskozita běžných kapalin závisí především na teplotě, má však určitou dolní mezi. Kvark-gluonové plazma mělo podobnou viskozitu, podle autorů nové studie je tato mez zřejmě odvozena z fundamentálních fyzikálních konstant (Planckova konstanta, hmotnosti nukleonů…).
Kvark-gluonové plazma umíme dnes (s určitými omezeními) na velkých urychlovačích vytvářet i experimentálně, takže závěry studie – výsledek výpočtů, simulací apod. – by mohly jít testovat. Budu se částice plazmatu chovat podobně jako voda tekoucí z kohoutku, i když za stav hmoty jsou v obou případech odpovědné úplně jiné síly? Silnou interakci mezi kvarky a gluony popisuje kvantová chromodynamika. Pouze s pomocí této teorie má být ale velmi těžké vyřešit a pochopit vlastnosti kvark-gluonového plazmatu; kvark gluonové plazma totiž existuje za podmínek, kdy už silná interakce právě neudrží baryony pohromadě a kvarky (a gluony, částice zprostředkující silnou interakci) existují jako volné částice. Příspěvek hydrodynamiky ukazuje minimálně to, jak i na velmi odlišné systémy může sednout obdobný kvantitativní popis; v tomto případě jde nejspíš navíc o zásadnější podobnost…
Kostya Trachenko et al, Similarity between the kinematic viscosity of quark-gluon plasma and liquids at the viscosity minimum, SciPost Physics (2021). DOI: 10.21468/SciPostPhys.10.5.118
Zdroj: Queen Mary, University of London / Phys.org
