سوپ ِ کوارک-گلوئون (quark-gluon plasma) یک حالت جدید ماده است. اما نه برای جهان چون دنیا یادش هست که وقتی فقط یک میلیاردیم ثانیه عمر داشت، به مدت ده میلیونیم ِ ثانیه به شکل همین سوپ بوده، پس این چشمهای ما آدمهاست که تا حالا چنین حالت جدیدی از ماده ندیده اند، نه جهان. سوپ ِ کوارک-گلوئون در واقع نوعی پلاسماست که در آن کوارکها و چسبهای بین کوارکها (یعنی ذراتی بنام گلوئونها) به حالت آزاد وجود دارند. انتظار می رود که چنین سوپی در قلب ستاره های نوترونی هم وجود داشته باشد.
فیزیکدانان شتابدهنده ی RHIC هفت روز قبل خبر دادند که چنین سوپی را توانستند رد گیری کنند. به اینصورت که دو باریکه ی طلا را کله به کله به هم زدند. با این کار گرما و فشار بشدت بالا می رود و پروتونها و نوترونها می توانند تغییر فاز بدهند و کوارکها و چسبهای بین آنها (گلوئونها) برای مدت بسیار کوتاهی از هر قید و بندی آزاد شوند. این همان سوپیست که از آن سخن رفت. همه ی اینها قبلا در نظریه ی کرومودینامیک کوانتومی تمام پیش بینی های مربوط به این سوپ ساخته شده.
بدلیل محدودیت ِ امکانات زمینی در تولید فشار و دما تا کنون نتوانسته بودیم چنین محیطی را فراهم کنیم. هنوز هم تیم ِ توماس کرک (Thomas Kirk) که این برخورد طلا-طلا را سازمان داده اند، نمی خواهند ادعای ساختن ِ اولین سوپ ِ کوارک-گلوئون (quark-gluon plasma) روی این سیاره را بکنند، چون همه چیز در آنی رخ می دهد و دقتها را باید کمی بیشتر کرد. تا امروز چهار آزمایش مختلف انجام شده اند تا امضای این سوپ یافته شود.
کاری که در RHIC انجام شد بطور ِ خلاصه عبارت بود از برخورد دو باریکه ی طلا از رو به رو (کله به کله) با هم. اینکار باعث می شود نزدیک به 400 پروتون و نوترون در محل برخورد وجود داشته باشند. دمای آن منطقه حدودا 300 میلیون برابر ِ دمای سطح خورشید می شود که در این دما (که البته تقریبا نزدیک به دمای ثانیه ی اول جهان است) پروتونها و نوترونها دیگر نمی توانند بصورت ذره ای باشند و گلوئونهایی که بین کوارکهای پروتونها و نوترونها کشش ایجاد می کنند، آزاد می شوند و کوارکها هم آزاد می شوند. پس معجونی از گلوئون و کوارک پدید می آورد که به سوپ QGP یا سوپ ِ پلاسمایی ِ کوارک-گلوئون معروف است.
چون زمان ِ بوجود آمدن ِ سوپ بسیار کم است بنابراین خود ِ سوپ را نمی توان دید بلکه اثرات ِ آن قابل مشاهده است. بوجود آمدن ِ سوپ علائمی چون جهش ذراتی از آن منطقه در جهتهای مخالف دارد که به جت (jet) معروفند.
جت ها یا ذرات ثانویه ای که بعد از تولید سوپ ِ کوارک-گلوئون در RHIC آشکار شدند کمتر و نامتقارن تر از این شکل در آزمایش برخورد دوترون-طلا هستند.
یکی از نکات مهم در پخش شدن ذرات ِ بعد از خلقت ِ سوپ کوارک-گلوئون اینست که این ذرات ِ ثانویه یا جت (jet) که انتظار می رفت بصورت جفت در جهتهای مخالف ِ هم دیده شوند نقصهایی داشتند به این معنی که اگر جتی از یک طرف ظاهر شد، جفتش با همان تکانه در جهت مخالف مشاهده نمی شود. از همه مهمتر اینست که تعداد جتهایی که بعد از برخورد کله به کله ی طلا مشاهده می شود بسیار کمتر از تعدادیست که پیش بینی می شد. مثلا در برخوردی ضعیفتر که همین دو سه ماه پیش در همین RHIC رخ داد و در آن مولکول سبکتر ِ دوترون به طلا خورد تعداد جتهای بیشتری بوجود آمدند. البته در آن هنگام دما خیلی بالا نرفت و جت هایی که تشکیل شدند امضای سوپ ِ مورد نظر را نداشتند.
اینکه جتها در اینجا آنچنان زیاد نیستند و تقارن در پخش شدن هم ندارند، از نظر تئوری توجیه شد و متوجه شدیم که یک حوضه در محل برخورد دو باریکه ی طلا وجود دارد که مثل یک دیواره ی اتش عمل می کند و اگر کوارکی از آن بیرون بیاید مشاهده پذیر می شود و ثابل آشکارسازی، و اگر بیرون نیاید و آشکار نشود به این معنیست که کوارک در آن حوضه به دام افتاده و برهم کنش کرده. به این پدیده «جت خوری (jet quenching) » می کویند. پس قانون بقای تکانه به نحوی پایسته می ماند.
تشکیل ِ شرایط ِ ابتدای جهان روی زمین کار بزرگیست که می تواند بسیاری از پرسشها را پاسخ دهد.
کلمات کلیدی: فیزیک نوین