Forskare från Köpenhamns universitet har undersökt vad som hände med en specifik typ av plasma - den första materia som någonsin var närvarande - under den första mikrosekunden av Big Bang. Deras resultat ger en pusselbit till universums utveckling, som vi känner det idag.

För cirka 14 miljarder år sedan, vårt universum förändrades från ett mycket hetare och tätare tillstånd till att expandera radikalt – en process som forskare har kallat Big Bang.

Och även om vi vet att denna snabba expansion skapade partiklar, atomer, stjärnor, galaxer och livet som vi känner det idag, detaljerna om hur det hela gick till är fortfarande okända.

Nu, en ny studie utförd av forskare från Köpenhamns universitet avslöjar insikter om hur det hela började.

"Vi har studerat ett ämne som kallas kvarg-gluonplasma som var den enda saken, som fanns under den första mikrosekunden av Big Bang. Våra resultat berättar en unik historia om hur plasman utvecklades i universums tidiga skede, " förklarar You Zhou, docent vid Niels Bohr Institutet, Köpenhamns universitet.

"Först, plasman som bestod av kvarkar och gluoner separerades av universums heta expansion. Sedan förvandlades kvarkbitarna till så kallade hadroner. En hadron med tre kvarkar gör en proton, som är en del av atomkärnorna. Dessa kärnor är byggstenarna som utgör jorden, oss själva och universum som omger oss, " han lägger till.
Från flytande och smidig till livets starka byggstenar

Kvark-gluonplasman (QGP) fanns i den första 0,000001 sekunden av Big Bang, och därefter, den försvann på grund av expansionen. Men genom att använda Large Hadron Collider vid CERN, forskare kunde återskapa detta, den första saken i historien, och spåra tillbaka vad som hände med den.

"Kollideren slår samman joner från plasman med stor hastighet - nästan som ljusets hastighet. Detta gör att vi kan se hur QGP utvecklats från att vara sin egen materia till kärnorna i atomer och livets byggstenar, " säger You Zhou.

"Förutom att använda Large Hadron Collider, forskarna utvecklade också en algoritm som kan analysera den kollektiva expansionen av fler producerade partiklar på en gång än någonsin tidigare. Deras resultat visar att QGP brukade vara en flytande flytande form och att den skiljer sig från annan materia genom att ständigt ändra sin form över tiden.

"Under en lång tid, forskare trodde att plasma var en form av gas, men vår analys bekräftar den senaste milstolpsmätningen, där Hadron Collider visade att QGP var flytande och hade en mjuk mjuk konsistens som vatten. De nya detaljerna vi tillhandahåller visar att plasman har ändrat sin form över tiden, vilket är ganska överraskande och skiljer sig från alla andra frågor vi känner till och vad vi skulle ha förväntat oss, " säger You Zhou.

Ett steg närmare sanningen om Big Bang

Även om detta kan verka som en liten detalj, det för fysiker ett steg närmare att lösa pusslet med Big Bang och hur universum utvecklades under den första mikrosekunden, utvecklar han.

"Varje upptäckt är en tegelsten som förbättrar våra chanser att få reda på sanningen om Big Bang. Det har tagit oss cirka 20 år att ta reda på att kvarg-gluonplasman var flytande innan den förändrades till hadroner och livets byggstenar. Därför , vår nya kunskap om plasmans ständigt föränderliga beteende är ett stort genombrott för oss, " avslutar You Zhou.

Studien har precis publicerats i tidskriften Fysik Bokstäver B .