Físic nuclear: This Is My Job

  • 2019
James Dunlop

Upton, N.Y.

Edat: 39

Anys de feina: 8

James Dunlop torna a crear el big bang. Al Laboratori Nacional de Brookhaven, utilitza els camps elèctrics d'un accelerador de partícules per accelerar les curses de nuclis d'or al voltant d'una pista de 2,4 milles de llargada. Quan els nuclis, guiats pels poderosos imants de l'accelerador, arriben al 99.9995 per cent de la velocitat de la llum, Dunlop els fa xocar. Cada xoc de 4 bilions de graus Celsius trenca les partícules d'or en quarks i gluons, els blocs de construcció més tiniestes d'un protó. El detector STAR de l'accelerador, a dalt, fotografia els trossos i peces atòmiques que li permeten estudiar la matèria en el seu nivell més fonamental. No és només un treball d'escriptori, tampoc. "També hi ha un component quan surti al detector amb un ferro de soldadura o un rotllo de cinta adhesiva", diu Dunlop. "Acabeu de fer que funcioni".

Nathan Perkel

Què són els estudis Dunlop:

Spin

Rotació de protons. Així ho fan els quarks i els gluons que els constitueixen. Però els científics no entenen com les rotacions de les partícules subatòmiques contribueixen a la rotació del protó. Per esbrinar-ho, Dunlop executa bigues de protons a través d'un imant que fa que gairebé tots els protons giren en la mateixa direcció. Quan les bigues xoquen, les esquitxades de quarks i gluons reboten al detector. El número, la forma i la direcció dels polvoritzadors li expliquen les indicacions en què les subpartícules giren. Comprendre com aquests girs fan que el gir de protons pugui fer avançar l'electrònica que utilitza el spin per emmagatzemar informació.

Plasma Quark-Gluon

Quan afegiu calor al gel, es fon. Afegiu més calor i es converteix en gas. Però, què passa quan s'afegeixen 4 bilions de graus C? Dunlop vol saber com la comportament es comporta sota condicions similars a aquelles d'un microsegundo després de la gran explosió. "Estàs fonent la matèria normal", diu, "i trencant els protons en quarks i gluons". Després que els núvols de protons van col·lisionar a l'interior del detector STAR, els quarks i gluons eliminats van crear un plasma que, en comptes d'actuar com un gas, actuava com un superfluid: un líquid amb gairebé cap adhesiu. Anteriorment, els superfluids s'havien creat només a temperatures extremadament baixes.

Teoria de cordes

La teoria de cordes, que afirma que l'univers està format per petites cordes vibrants i de dimensions múltiples, es diu que és impossible de confirmar. Però l'equip de Dunlop va posar a prova les prediccions de la teoria quan van crear el plasma del quark-gluon. Mentre que les teories estàndard afirmaven que el plasma seria un gas, la teoria de cordes calculava que seria un fluid relliscós. Dunlop ara toca les teories un contra l'altre per a una revenja, aquesta vegada investigant com un quàgiu s'alenteix a mesura que passa pel plasma.

Vídeo.

Article Següent