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Exotische Materie: Quark-Gluon-Plasma bildet geometrische Figuren

Wenn Protonen und Neutronen mit fast Lichtgeschwindigkeit auf Goldatome treffen und sich dabei auflösen, entstehen eigentümliche geometrische Formen.
Künstlerische Darstellung interferierender Quark-Gluon-Plasmen.Laden...

Die bizarrste Materieform der Welt, das Quark-Gluon-Plasma, bildet je nach den Umständen unterschiedliche geometrische Figuren. So entsteht je nach Kollisionsbedingungen ein kugelförmiger Tropfen der eigenwilligen »Flüssigkeit« aus Quarks und Gluonen, unter anderen Umständen eine Ellipse oder gar eine dreieckige Struktur, die an einen keltischen Dreiecksknoten erinnert. Bei den jetzt in »Nature Physics« veröffentlichten Experimenten ließ die Phenix-Kollaboration am Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) in New York verschiedene Kombinationen von Protonen und Neutronen in dem Beschleuniger mit Goldkernen kollidieren. Dabei stellten sie fest, dass die expandierenden Quark-Gluon-Plasmen der auftreffenden Elementarteilchen miteinander komplexe Interferenzmuster bilden und so die geometrischen Muster erzeugen.

Viele Fachleute vermuten, dass bei solchen Kollisionen für einen kurzen Moment die allererste Materie des Universums erneut erzeugt wird. im Quark Gluon-Plasma lösen sich Neutronen und Protonen in ihre Bestandteile auf – für einen kurzen Moment sind die Quarks und die Gluonen, Träger der Wechselwirkung zwischen ihnen, aus ihrem Fermionengefängnis befreit. Sie bilden eine superheiße exotische Flüssigkeit, die ins umgebende Vakuum expandiert und mit anderen Plasmen wechselwirkt. Wie das Phenix-Team schreibt, erzeugte durch diesen Mechanismus ein einzelnes Proton nach der Kollision ein kugelförmig expandierendes Plasma, ein Deuteron – also ein Proton und ein Neutron – die Ellipse und ein Helium-3-Kern durch die Interferenz dreier Plasmatropfen den keltischen Knoten.

50/2018

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 50/2018

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