De Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC), de krachtigste operationele zware-ionenbotser ter wereld, registreerde onlangs de hoogste temperatuur ooit gemaakt in een op aarde gebaseerd laboratorium van 4 biljoen Kelvin. Bereikt met de bijna snelheid van lichte botsing van goudionen, resulteerde dit in het tijdelijke bestaan van quark-gluonsoep - iets dat voor het eerst werd gezien om ongeveer tien uur tot de macht van min twaalf van de eerste seconde na de oerknal.
En zeker, de Large Hadron Collider (LHC) is op een dag misschien wel de krachtigste zware-ionenbotser ter wereld (hoewel hij het grootste deel van zijn tijd zal besteden aan het onderzoeken van protonen tegen protonenbotsingen). En natuurlijk, misschien wel gaan naar genereren een spectaculaire 574 TeV wanneer het zijn eerste loodionen botst. Maar je moet het spel winnen voordat je de trofee krijgt.
Om de eer te bewijzen, is de LHC al de krachtigste deeltjesbotser ter wereld - hij heeft eind 2009 een protonbotsingsenergie van 2,36 TeV bereikt. En hij zou uiteindelijk een protonbotsingsenergie van 14 TeV moeten bereiken, maar dat komt goed na de geplande onderhoudsstop in 2012, in afwachting van het bereiken van de volledige ontwerpmogelijkheden vanaf 2013. Het heeft al een straal loodionen rondgestuurd - maar we moeten nog een LHC-botsing met zware ionen zien plaatsvinden.
Dus voorlopig is het nog steeds RHIC om alle leuke dingen uit te brengen. Begin maart 2010 produceerde het de grootste negatief geladen kern ooit - dat is antimaterie, omdat je alleen materie-kernen kunt bouwen uit protonen en / of neutronen die alleen maar een positieve of een neutrale lading zullen hebben.
Deze antimaterie-kern droeg een anti-vreemde quark - die schreeuwt om een nieuwe naam ... alledaagse quark, conventionele quark? En aangezien de enige materie-kernen die vreemde quarks bevatten hypernuclei zijn, creëerde RHIC in feite een antihypernucleus. Geweldig.
Dan is er het hele verhaal van quark-gluonsoep. Vroege experimenten bij RHIC laten zien dat dit superhot plasma zich gedraagt als een vloeistof met een zeer lage viscositeit - en dat is misschien wel waar het universum in zijn zeer vroege momenten van is gemaakt. Er was enige verwachting dat gesmolten protonen en neutronen zo heet zouden zijn dat je zeker een gas zou krijgen - maar net als in het vroege universum, met alles gecondenseerd tot een klein volume, krijg je een oververhitte vloeistof (d.w.z. soep).
De LHC hoopt de Higgs, misschien een deeltje met donkere materie en zeker anti-materie en microzwarte gaten door de nanolepel te bezorgen. En daarna wordt er gesproken over het bouwen van de Very Large Hadron Collider, die belooft groter, krachtiger en duurder te worden.
Maar als dat project niet vliegt, kunnen we de bestaande botsers nog steeds opdrijven. Het opvoeren van een deeltjesbotser is een kwestie van helderheid, waarbij het gewenste resultaat een meer geconcentreerde en gefocuste deeltjesbundel is - met een verhoogde energiedichtheid die wordt bereikt door meer deeltjes in een dwarsdoorsnede van de straal te proppen die je rond de deeltjesversneller stuurt. Zowel RHIC als de LHC hebben plannen om een upgrade uit te voeren om hun respectievelijke lichtsterktes met een factor 10 te verhogen. Als dit lukt, kunnen we uitkijken naar RHIC II en de Supergrote Hadron Collider komt ergens na 2020 online. Leuk.
