Итали эрдэмтдийн судалгааны баг орчлонгийн үүсэлтэй холбоотой маш чухал үе — Их тэсрэлтийн дараах анхны мөчид оршин байсан кварк-глюоны плазмын шинж чанарыг нарийвчлан тооцоолж чаджээ.
Кварк-глюоны плазмын анхны агшин
Их тэсрэлт болсны дараа Ертөнц хэдхэн микросекунд орчим хугацаанд маш өндөр температуртай, хэт нягт орчинд оршин байжээ. Энэ үед орчлон кварк-глюоны плазм гэж нэрлэгдэх төлөвт байсан бөгөөд энэ нь протон, нейтрон зэрэг барионууд үүсэхээс өмнөх үе юм. Дараа нь орчлон хөрч эхэлсэн бөгөөд кварк ба глюонууд нэгдэх замаар бодит материйн хэсгүүд үүсэж эхэлсэн байна.
Энэ хугацаанд антиматери үүсч, материтайгаа харилцан анигиляц хийснээр их хэмжээний цахилгаан соронзон цацрал үүсчээ.
Тооцоолол хийхэд тулгардаг хүндрэл
Олон арван жилийн турш физикчид энэхүү анхны мөчийн нөхцлийг математик аргаар тайлбарлахыг оролдсоор ирсэн ч, кваркуудыг хооронд нь барьж байдаг хүчтэй цөмийн харилцан үйлчлэл маш төвөгтэй байсаар ирсэн юм.
Харин Италийн судалгааны баг энэхүү цогц нөхцлийг квантын хромодинамик (QCD) онолоор, торон бүтэц бүхий арга ашиглан шийдэж чадсан байна.
Торон квантын хромодинамик ба Монте-Карло
Судлаачид дөрвөн хэмжигдэхүүнт торон загварыг ашиглан орон зай-цагийн бүтэц дэх мөхлөгүүдийн харилцан үйлчлэлийг тооцоолсон. Гэсэн ч уг арга нь температурын дээд хязгаарт (1 ГеВ-аас доош) хязгаарлагддаг. Энэ нь цахилгаан-сул харилцан үйлчлэлийн үе (100 ГеВ орчим) хүртэл бүрэн хамрахад хүрэлцэхгүй.
Тиймээс эрдэмтэд Монте-Карло моделчлолын аргыг хослуулан хэрэглэж, маш өндөр температурт (3 ГеВ-аас 165 ГеВ хүртэл) гурван төрлийн бага масстай кварк бүхий “хялбаршуулсан ертөнц”-ийг загварчилжээ. Ингэснээр энтропийн нягтралыг тооцох шинэ томъёо гаргаж чадсан байна.
Хамгийн сонирхолтой үр дүн
Судалгаагаар, өндөр температурт ч гэсэн кварк ба глюонууд “чөлөөтэй” хөдөлдөггүй, харин хүчтэй харилцан үйлчлэл ноёрхсоор байгааг тогтоожээ. Энэ нь Ертөнцийн бүтэц бүрэлдэж эхлэх явцанд хүчтэй харилцан үйлчлэл анхаарлын төвд байсан үеийг физикчид урьд өмнө төсөөлж байснаас эрт эхэлснийг харуулж байна.
