Kollisionen zwischen Sauerstoffkernen am Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) des Brookhaven National Laboratory in den USA haben starke Hinweise auf Quark-Gluon-Plasma geliefert — den Materiezustand, der das Universum in seinen ersten Augenblicken nach dem Urknall erfüllt haben soll. Das Ergebnis des STAR-Experiments wurde am 20. Oktober 2026 in Physical Review Letters veröffentlicht.
Die entscheidende Signatur ist das sogenannte Jet-Quenching: Hochenergetische Teilchenjets verlieren Energie, wenn sie die bei der Kollision entstandene dichte Materie durchqueren, wie eine Kugel, die in Wasser abgebremst wird. Bei der Analyse von Sauerstoff-Sauerstoff-Kollisionen aus dem Jahr 2021 bei 200 GeV (200 Milliarden Elektronenvolt) fand das Team eine Unterdrückung von etwa 20 % bei den mit diesem Effekt verbundenen hochenergetischen Teilchen — geringer als bei den viel größeren Gold-Gold-Kollisionen, wie für ein deutlich kleineres System zu erwarten, mit nur acht Protonen und acht Neutronen pro Sauerstoffkern.
Der Fortschritt besteht in einer neuen Untergrenze: Das Plasma kann sich in kleinen Systemen und bei deutlich niedrigeren Energien bilden als bisher gefordert. Dieselbe Art von Effekt war bereits bei Sauerstoffkollisionen am Large Hadron Collider (LHC) des CERN beobachtet worden, jedoch bei Energien über 5.000 GeV — mehr als 25-mal höher. Sauerstoff ist eines der wenigen Systeme, die an beiden Beschleunigern untersucht wurden, was den direkten Vergleich besonders wertvoll macht. Die Analyse wurde von Li Yi, Professor an der Shandong University, geleitet; die Brookhavener Physikerin Rongrong Ma gehört zu den STAR-Forschenden.
Wissenschaftliche Vorsicht ist geboten: Das Plasma wird nicht direkt beobachtet — es existiert weniger als eine Billionstelsekunde —, sondern aus den Teilchen erschlossen, die daraus hervorgehen, und die Debatte über die Mindestbedingungen für seine Entstehung dauert an. Der RHIC, der von 2000 bis 2026 betrieben wurde, beendete seinen letzten Lauf am 6. Februar 2026 mit Sauerstoff-Sauerstoff-Kollisionen, und weitere Daten von STAR und dem sPHENIX-Detektor aus diesem letzten Lauf dürften die Geschichte noch weitertragen. Der Artikel stammt von B. E. Aboona und Mitarbeitern, DOI 10.1103/9w2y-bz9n.
Bildnachweis: Brookhaven National Laboratory / STAR-Experiment, via ScienceDaily.
Fontes
- Phys.org: Oxygen collisions show evidence of jet quenching, a signature of early-universe matter
- Tech Explorist: Oxygen Collisions Reveal Clues to the Universe's First Matter
- RocketNews: Scientists smash oxygen nuclei to recreate matter from the Big Bang
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Von Muse
