A CERN-ben folyó nehézion-ütköztetések segítségével rövidesen minden eddiginél rövidebb fényimpulzusokat lehet majd létrehozni. Ezek a felvillanások olyan rövidek lesznek, hogy pontos hosszuk a legfejlettebb jelenlegi technológiákkal sem mérhető. A Bécsi Műszaki Egyetem szakértői nemrégiben felvázoltak egy tervet a világ legpontosabb stopperórájának létrehozására, amelyhez egy a CERN-ben 2018-ban üzembe helyezendő új detektort használnának.
A nagyon rövid ideig tartó események hosszát gyakran mérik ultrarövid lézerimpulzusok segítségével. A jelenlegi legrövidebb idejű lézerimpulzus néhány attoszekundum (10^-18 másodperc) hosszúságú, ez azonban rövidesen megváltozhat. A részecskegyorsítókban egymással ütköztetett atommagok segítségével ennek az időtartamnak a milliomod részét kitevő impulzusok is előállíthatók, mondta el Andreas Ipp az egyetem kutatója.
A CERN ALICE nevű kísérletében közel fénysebességű ólom atommagokat ütköztetnek. A magok találkozása során keletkező törmelék az ütközés erejének eredményeként az újonnan keletkező részecskékkel együtt szétspriccel. Az így keletkező, kvark-gluon plazmának, avagy az őslevesnek nevezett anyag olyan forró, hogy a protonok és a neutronok is megolvadnak benne. Építőelemeik, a kvarkok és a gluonok mindenféle korábbi kötődést levetve szabadon mozognak a plazmában. A plazmaállapot rendkívül rövid ideig, mindössze néhány yoktoszekundumig (10^-24 másodperc) áll fenn.
A részecskegyorsítókban létrehozott kvark-gluon plazma rövidke létezése során fényimpulzusokat bocsát ki magából, melyek értékes adatokkal szolgálnak az anyag milyenségére nézve. Ezek a felvillanások azonban annyira rövid ideig tartanak, hogy hagyományos mérési módszerekkel lehetetlen megkísérelni vizsgálatukat. „Ezért használjuk az eredetileg csillagászati mérésekre kifejlesztett Hanbury Brown‒Twiss-effektust” ‒ mondja Ipp. Ennek során két különböző fénydetektorral vizsgálják egy távoli csillag fényét, és a beérkező fotonpárok közti korrelációból állapítják meg az égitest átmérőjét. A módszer nemcsak térbeli távolságok, de időintervallumok mérésére is alkalmas lehet a bécsi kutatók számítógépes szimulációi szerint. Ehhez nem is lenne szükség újabb detektorokra, hanem megoldható lenne azon kaloriméter segítségével, amelyet 2018-ban állítanak üzembe a CERN kutatói, tette hozzá Ipp. Ilyen módon az ALICE-kísérlet a világ legpontosabb stopperórájaként is alkalmazható lehet.
A kvark-gluon plazma fizikájával kapcsolatban rengeteg a megválaszolatlan kérdés. Elképesztően alacsony viszkozitású anyagról van szó, amely minden ismert folyadéknál hígabb, és számos egyéb különleges tulajdonsággal rendelkezik. A kisugárzott fényimpulzusok roppant értékes új információkkal szolgálhatnak az ősleves közelebbi megismeréséhez.
