Carian ini menyempitkan untuk bentuk materi misteri yang diramalkan daripada teori relativiti khas Einstein. Selepas lebih daripada satu dekad yang kelihatan, ahli sains di penjana zarah terbesar di dunia percaya bahawa mereka berada di ambang mencarinya.
Tetapi penyelidik tidak mencari dalam keberanian meletup zarah pecah bersama-sama pada kelajuan hampir cahaya.
Sebaliknya, ahli fizik di Large Hadron Collider (LHC), sebuah cincin 17 kilometer di bawah tanah di dekat sempadan antara Perancis dan Switzerland, sedang mencari bahan yang hilang, yang dipanggil condensate kaca warna, dengan mengkaji apa yang berlaku ketika zarah tidak bertembung, melainkan zum melompat antara satu sama lain di tempat yang hampir tertinggal.
Dalam Model Standard fizik, teori yang menggambarkan zoo zarah subatomik, 98% daripada bahan yang kelihatan di alam semesta dipegang bersama oleh zarah-zarah asas yang dipanggil gluon. Zarah-zarah yang diberi nama ini bertanggungjawab untuk daya yang melekatkan quark untuk membentuk proton dan neutron. Apabila proton dipercepat untuk mendekati kelajuan cahaya, satu fenomena aneh berlaku: Kepekatan gluon di dalamnya melambung.
"Dalam kes ini, gluon berpecah menjadi pasangan gluon dengan tenaga yang lebih rendah, dan gluon tersebut berpecah kemudian, dan sebagainya," kata Daniel Tapia Takaki, profesor fizik dan astronomi bersekutu di University of Kansas, dalam satu kenyataan. "Pada satu ketika, pemisahan gluon di dalam proton mencapai had di mana pendaraban gluon berhenti meningkat. Keadaan sedemikian dikenali sebagai kondensat kaca warna, fasa hipotesis perkara yang dianggap wujud dalam sangat tinggi- proton tenaga dan juga dalam nukleus berat. "
Menurut Makmal Kebangsaan Brookhaven, kondensat itu dapat menerangkan banyak misteri fizik yang tidak dapat diselesaikan, seperti bagaimana zarah terbentuk dalam perlanggaran bertenaga tinggi, atau bagaimana bahan diedarkan dalam zarah. Walau bagaimanapun, mengesahkan kewujudannya telah mengelakkan saintis selama beberapa dekad. Tetapi pada tahun 2000, ahli fizik di Brookhaven's Relativistic Heavy Ion Collider mendapati tanda-tanda awal bahawa kondensat kaca warna boleh wujud.
Apabila makmal menghancurkan atom emas yang dilucutkan elektron mereka, mereka mendapati isyarat aneh dalam zarah-zarah yang mengalir keluar dari perlanggaran, membayangkan bahawa proton atom-atom itu penuh dengan gluon dan mula membentuk kondensat kaca warna. Eksperimen selanjutnya dengan pertembungan ion berat di LHC mempunyai hasil yang serupa. Walau bagaimanapun, proton bertembung bersama-sama pada kelajuan relativistik hanya boleh memberikan sekilas seketul ke dalam sel-sel proton sebelum zarah-zarah subatomik meletup. Mengawal bahagian dalam proton mengambil pendekatan yang lebih lembut.
Apabila zarah yang dikenakan, seperti proton, dipercepatkan kepada kelajuan tinggi, ia menghasilkan medan elektromagnetik yang kuat dan melepaskan tenaga dalam bentuk foton, atau zarah cahaya. (Terima kasih kepada sifat dua cahaya, ia juga gelombang.) Kebocoran tenaga ini pernah dibuang sebagai kesan sampingan yang tidak diingini oleh pemecut zarah, tetapi ahli fizik telah mempelajari cara-cara baru untuk menggunakan foton tenaga tinggi ini untuk kelebihan mereka.
Sekiranya proton mendapati diri mereka meletus antara satu sama lain dalam pemecut, ribut foton yang dilepaskan boleh menyebabkan perlanggaran proton-on-photon. Perlanggaran ultra-periferal ini adalah kunci untuk memahami kerja dalaman proton bertenaga tinggi.
"Apabila gelombang cahaya tenaga yang tinggi menjejaskan proton, ia menghasilkan zarah - semua jenis zarah - tanpa memecahkan proton," kata Tapia Takaki dalam satu kenyataan. "Zarah-zarah ini dicatatkan oleh pengesan kami dan membolehkan kami membina semula gambaran yang tidak pernah berlaku sebelum ini mengenai apa yang ada di dalamnya."
Tapia Takaki dan kolaborasi saintis antarabangsa kini menggunakan kaedah ini untuk mengesan kondensat kaca warna yang sukar difahami. Para penyelidik menerbitkan hasil awal kajian mereka dalam edisi Ogos Jurnal Fizik Eropah C. Untuk pertama kalinya, pasukan itu secara tidak langsung dapat mengukur ketumpatan gluon pada empat tahap tenaga yang berbeza. Di peringkat tertinggi, mereka mendapati bukti bahawa kondensat kaca warna baru mula terbentuk.
Keputusan eksperimen "... sangat menarik, memberikan maklumat baru tentang dinamika gluon dalam proton, ada banyak soalan teoritis yang belum dijawab," Victor Goncalves, seorang profesor fizik di Universiti Federal Pelotas di Brazil dan pengarang bersama kajian itu, dalam kenyataan itu.
Buat masa ini, kewujudan kaca kondensat kaca kekal sebagai misteri sukar difahami.
