Po čtvrtstoletí provozu dokončil relativistický urychlovač těžkých iontů (RHIC) v Brookhaven National Laboratory své průlomové experimenty. Urychlovač navržený tak, aby znovu vytvořil podmínky, které existovaly v nejranějších okamžicích vesmíru, úspěšně simuloval primitivní „kvark-gluonové plazma“ – stav hmoty, který existoval jen mikrosekundy po velkém třesku. Tento úspěch znamená konec jedinečné éry v americké fyzice částic, ale také signalizuje přechod k ještě ambicióznějšímu výzkumu s plánovaným urychlovačem elektronových iontů (EIC).
Rekonstrukce raného vesmíru
RHIC fungovala tak, že se srazila atomová jádra rychlostí blízkou světla, čímž se znovu vytvořily extrémní teploty a hustoty, které charakterizovaly počátky vesmíru. To vědcům umožnilo studovat silnou sílu – jednu ze základních přírodních sil – a její částice, kvarky a gluony, jako nikdy předtím. Experimenty nejen potvrdily existenci tohoto exotického stavu hmoty, ale také odhalily jeho překvapivé vlastnosti: namísto očekávaného chování vykazovalo kvark-gluonové plazma chování podobné kapalině s téměř nulovým třením, což je jev popisovaný jako „téměř dokonalý“.
Řešení základních záhad
Kromě obnovy primitivních podmínek vyřešil RHIC dlouholeté hádanky v částicové fyzice. Urychlovač dosáhl významného pokroku v řešení „protonové spinové krize“ přesným zohledněním spinových příspěvků kvarků a gluonů, ačkoli některé spiny zůstávají nevysvětlené. Vytvořila také nejtěžší antinukleární shluky, jaké kdy byly pozorovány, a rozšířila naše chápání paradoxního chování silné síly, kdy síly slábnou na menší vzdálenosti.
Konec jedné éry, začátek další
Rozhodnutí ukončit RHIC nebylo náhlé; byl to strategický krok k uvolnění cesty pro EIC. Nový urychlovač bude využívat stávající infrastrukturu RHIC tím, že převede jeden ze svých úložných prstenců na cirkulaci elektronů. Na rozdíl od RHIC, který se spoléhal na srážky těžkých iontů, EIC bude používat vysokoenergetické elektrony k „rozřezání“ atomových jader, což poskytne bezprecedentní pohled na jejich vnitřní strukturu.
Nové Discovery Center
EIC představuje významnou investici do fyziky částic v USA, která může po desetiletích dominance evropských a asijských zařízení obnovit vedoucí postavení. Očekává se, že projekt přitáhne novou generaci fyziků a posílí Brookhaven National Laboratory jako centrální centrum pro špičkový výzkum. I když se RHIC zavře, jeho dědictví bude žít dál díky obrovskému množství dat, která vytvořila – včetně nedávných objevů „virtuálních částic“ uvnitř kvark-gluonových plazmat – a základu, který položil pro budoucí průlomy EIC.
Vypnutí RHIC není konec, ale spíše nezbytný krok směrem k nové kapitole částicové fyziky. V návaznosti na své úspěchy EIC slibuje další odhalování tajemství základních sil a částic vesmíru a zajišťuje, že pátrání po poznání bude pokračovat v popředí vědeckého výzkumu.
