भौतिकविदों ने अब तक के सबसे छोटे परमाणु नाभिकों से प्रारंभिक ब्रह्मांड का पदार्थ फिर से बनाया

कोपेनहेगन विश्वविद्यालय के नील्स बोर इंस्टीट्यूट के शोधकर्ताओं ने, स्विट्ज़रलैंड के CERN के वैज्ञानिकों के साथ मिलकर, बिग बैंग के तुरंत बाद ब्रह्मांड को भरने वाली मानी जाने वाली आदिम पदार्थ अवस्था को, वैज्ञानिकों की पहले की सोच से कहीं छोटे परमाणु नाभिकों के बीच टक्कर कराकर फिर से बनाया है। CERN में, परमाणु नाभिकों को लगभग प्रकाश की गति तक तेज़ कर आपस में टकराया जाता है, जिससे क्वार्क-ग्लूऑन प्लाज़्मा की छोटी बूंदें बनती हैं—यह वह असाधारण पदार्थ अवस्था है जो माना जाता है कि ब्रह्मांड के पहले दस लाखवें सेकंड के दौरान मौजूद थी।

वैज्ञानिक लंबे समय से मानते थे कि इस प्लाज़्मा को बनाने के लिए सीसे जैसे बहुत भारी नाभिकों की टक्कर ज़रूरी है। नए प्रयोग दिखाते हैं कि कहीं छोटे नाभिक भी इसे बना सकते हैं: शोधकर्ताओं ने ऑक्सीजन-16 और नियॉन-20 नाभिकों को टकराकर यह प्लाज़्मा बनाया, जो फिज़िकल रिव्यू लेटर्स पत्रिका में प्रकाशित हुआ। प्रयोग का नेतृत्व करने वाले एसोसिएट प्रोफेसर यू झोउ ने कहा, "हमने इस आदिम पदार्थ को फिर से बनाते हुए भी परमाणु नाभिक कितना छोटा हो सकता है, इसकी सीमा को आगे बढ़ाया है।"

प्लाज़्मा की बूंद दूसरे कणों में फैलने से पहले सेकंड के केवल एक अंश तक ही टिकती है, इसलिए वैज्ञानिक इसे सीधे नहीं देख सकते और इसके बजाय बने कणों की गति मापते हैं। ये गति पैटर्न टकराने वाले नाभिकों के आकार की जानकारी सुरक्षित रखते हैं: दो गोल ऑक्सीजन नाभिकों की टक्कर एक गोल पैटर्न बनाती है, जबकि बॉलिंग-पिन आकार के नियॉन नाभिक वाली टक्कर बने कणों में एक विशिष्ट बॉलिंग-पिन पैटर्न बनाती है। अध्ययन के सह-लेखक और उत्तर-डॉक्टरल शोधकर्ता एमिल गॉर्म डाल्बेक नील्सन ने कहा, "यह किसी वस्तु पर रोशनी डालकर उसकी छाया देखने जैसा है। कणों की गति टक्कर की शुरुआत में मौजूद परमाणु नाभिकों के ज्यामितीय आकार को उजागर करती है।"

यह तकनीक नाभिकीय संरचना के अध्ययन के पारंपरिक तरीके को उलट देती है, जो नाभिकों के घूमने और कंपन करने के अपेक्षाकृत कम-ऊर्जा माप पर निर्भर था; इसके बजाय, शोधकर्ता उपलब्ध सबसे अधिक ऊर्जा पर नाभिकों को टकराते हैं और छोड़े गए पैटर्न से उनके आकार को फिर से बनाते हैं। टीम अब यह तय करने के लिए हीलियम-4 सहित और भी हल्के नाभिकों का परीक्षण करने की योजना बना रही है कि यह प्लाज़्मा बनाते हुए एक टक्कर तंत्र कितना छोटा हो सकता है।