Kvark-gluon-plasma, fysisk tilstandsform af stoffet i atomkerner, hvor kvarker og gluoner bevæger sig nærmest frit i et område, der er mange gange større end rumfanget af en nukleon. Kvarker og gluoner befinder sig normalt indespærrede i nukleonerne, hvor ca. halvdelen af en nukleons masse udgøres af tre kvarker og den anden halvdel af gluoner, der holder kvarkerne sammen. Kvarker er aldrig blevet observeret enkeltvis; de er altid bundne tre ad gangen i baryoner (nukleoner) eller forekommer som kvark-antikvark-par i mesoner.

I atomkerner, som de findes på Jorden, er 2/3 af rumfanget "tomt rum". Hvis en atomkerne presses sammen til en tredjedel af sit normale rumfang, vil nukleonerne derfor være tæt pakket, og ved yderligere sammenpresning kan man ikke længere skelne mellem de enkelte nukleoner. I den situation kan kvarker og gluoner bevæge sig gennem hele det sammenpressede kernerumfang, og da kræfterne mellem to kvarker ejendommelig nok aftager og nærmer sig nul, når afstanden mellem dem går mod nul (asymptotisk frihed), kan de bevæge sig næsten frit; man taler om, at der er sket en afskærmning af kernekræfterne. Det er denne tilstand, der kaldes et kvark-gluon-plasma.

Kvark-gluon-plasmaet minder i sin struktur om forholdene i en metallisk elektrisk leder. Her er ledningsbåndets elektroner afskærmet fra hinanden og fra metalionernes positive ladninger, så de kan bevæge sig frit gennem materialet. Selvom kræfterne er forskellige i de to tilfælde, er afskærmningsfænomenet analogt.

Kvark-gluon-plasmaet menes at have været den fremherskende tilstand i Universet ca. 1 μs efter big bang, og det formodes tillige, at plasmatilstanden spiller en væsentlig rolle i neutronstjerners opbygning. I eksperimenter ved acceleratorerne på CERN og Brookhaven National Laboratories forsøger man at skabe et kvark-gluon-plasma vha. kernereaktioner mellem tunge kerner ved høje energier (adskillige TeV). Det er muligt, at plasmatilstanden er blevet opnået i 1996 i forsøg ved CERN med kollisioner mellem to blykerner, idet man som tegn herpå har kunnet påvise en usædvanlig kraftig absorption af J/psi-partiklen. Man forestiller sig også muligheden af, at gluoner og kvark-antikvark-par kan danne et kvark-gluon-plasma uden tilstedeværelsen af nukleoner. Dette såkaldt baryon-frie plasma kan formodentlig fremstilles ved endnu højere energier (hundreder af TeV) i sammenstød mellem tunge kerner.

Kommentarer

Kommentarer til artiklen bliver synlige for alle. Undlad at skrive følsomme oplysninger, for eksempel sundhedsoplysninger. Fagansvarlig eller redaktør svarer, når de kan.

Du skal være logget ind for at kommentere.

eller registrer dig