Ett team av forskare från RIKEN Nishina Center for Accelerator-Based Science, Tokyo Institute of Technology och Kyoto University har upptäckt en ny drivrutin som kontrollerar de snabba formförändringarna av små droppar kvarg-gluonplasma (QGP) som skapas i ultrarelativistiska kollisioner med tunga joner.

QGP är materia i ett tillstånd som tros ha funnits i de tidiga universums mikrosekunder efter Big Bang. Genom att återskapa QGP i högenergikollisioner av tunga joner som guld och bly kan forskare studera egenskaperna och beteendet hos denna exotiska materia.

När QGP produceras vid en kollision expanderar det snabbt och bildar en liten vätskedroppe. Kollisionerna skapar en stark kraft som kallas hydrodynamiskt tryck som driver expansionen och gör att droppen deformeras till olika former. Formerna på dessa droppar kan ge värdefulla insikter om egenskaperna hos QGP.

I den här studien upptäckte forskarna att mängden skjuvviskositet, en egenskap hos QGP som representerar dess motstånd mot flöde, spelar en avgörande roll för att bestämma formen på droppen.

De fann att droppar med lägre skjuvviskositet deformeras till mer långsträckta och instabila former, medan droppar med högre skjuvviskositet tenderar att behålla en sfärisk form.

Detta fynd tyder på att samspelet mellan hydrodynamiskt tryck och skjuvviskositet är en nyckelfaktor för att kontrollera de snabba formförändringarna hos QGP-droppar.

Forskarna tror att den nya drivrutinen som identifierats i denna studie kommer att ge en bättre förståelse av egenskaperna hos QGP och hjälpa forskare att ytterligare undersöka det tidiga universum.