"KUARK- GLUON PLAZMASI"(KGP) NEDİR?

Bugüne kadar, RHIC(RELATİVİSTİK AĞIR İYON ÇARPIŞTIRICISI) deneylerinde, çok ilginç sonuçlar üretilmişti. Ancak çok azında, bu kadar özel bir sonuç ortaya çıktı: "maddenin yeni formu".

Gerçekte, bu Evren için yeni bir şey değildir. Ancak insanoğlu için yeni bir sonuçtur. "Kuark-gluon plazması(KGP)"nın, Bigbang'ten sonraki, ilk saniyenin 1/10.000.000 anında; yani Evren'in doğumu anında, ortaya çıktığı düşünülüyor. Ayrıca, büyük ihtimalle, nötron yıldızları denen çok yoğun yıldızların çekirdeklerinde de "kuark-gluon plazması"(KGP) bulunuyor.

Maddenin bu yeni haline, "kuark-gluon plazması"(KGP), deniyor. İsminden de anlaşılacağı gibi KGP, kuark ve gluonlardan oluşan bir "çorba"; yani "plazma formu"dur.

Fizikçiler, RHIC çarpışmalarının, altın çekirdeğini, çok fazla "ısıtıp-sıkıştırarak"; altın proton ve nötronlarını üst üste getirdiklerini ve kısa bir zaman içinde, "aşırı derecede bir enerji alanı" yaratılarak; bu alanda çok büyük sayıda kuarkların ve gluonların ortaya çıktığını ifade ediyorlar. İşte buna "kuark-gluon plazması" diyorlar.

Aşağıdaki şemada, bir faz geçişi görüyorsunuz. Kırmızı, mavi ve yeşil küreler, kuarkları göstermektedir. Kuarklar ise, birbirine siyah çizgi ile gösterilen gluonlarla bağıldırlar. Başlangıçta, kuark üçlüleri ve gluonlar, proton ve nötronların içinde paketlenmiş haldedir.  Proton ve nötronlar bilindiği gibi, atomun çekirdiğinde bulunmaktadırlar.

Basınç ve ısı arttığında, piyon denen yeni parçacıklar artar. Bu parçacıkların, kuark ve antikuarklardan oluştuğu bilinmektedir.Sonunda şartlar, faz değişimi için hazır hale gelir ve "kuark-gluon plazması" ortaya çıkar.

Önemli olan bir noktada şudur: kuarklar, gluonlar ve antikuarklar, normal zamanda sahip oldukları bağlardan serbest kalmışlardır ve biri diğeriyle serbestçe bağlanabilmektedirler.

Bir RHIC çarpışmasında, KGP elde edilse de, bu plazma, çok çabuk bir şekilde soğur, genişler ve hadronlarını oluşturmak için birleşir. Fizikçiler, KGP'nin ortaya çıkışını, doğrudan gözlemleyerek tespit edemezler. Çünkü KGP'nin yaşamı, oldukça kısadır. Ancak çarpışmayla ortaya çıkan "parçacık yağmuru"na bakarak, KGP'yi saptayabilirler.

KGP üreten bir çarpışma, KGP üretmeyen bir çarpışmaya göre, çeşitli ve farklı oranlarda parçacıklar gönderir.
Bigbang sonrasında, Evren'in soğuma aşamalarıyla ilgili bir zaman doğrusu, aşağıdaki grafikte, gösterilmiştir. Grafiğin üstündeki mor alan, KGP'nin ortaya çıktığı bölümdür ve sıcaklık, 1.000.000.000.000 °C'nin üstündedir. Alt soldan başlayarak, Evren'in gelişimini, 0,000000001 inci saniyeden bugüne dek inceleyebilirsiniz.

Evren yaşlandıkça ve soğudukça; plazma, proton ve nötronları oluşturacak şekilde birleşir ki bu, "hadranizasyon aşaması"dır. Daha sonra çekirdek ve atomlar oluşur ki bu aşama, "nükleosentez aşaması"dır. Son olarak da, yaşamın ortaya çıkmasına imkan verecek olan, "atomlar ve moleküller" oluşur.

Kaynak: RHIC (RELATIVISTIC HEAVY ION COLLIDER) web sitesi, Çev: Gökben Coşkun.