10 ungewöhnliche Zustände der Materie

Die meisten Menschen können die drei klassischen Stoffzustände flüssig, fest und gasförmig benennen. Diejenigen, die noch ein paar naturwissenschaftliche Kurse belegen, werden dieser Liste Plasma hinzufügen. Im Laufe der Jahre haben Wissenschaftler jedoch unsere Liste möglicher Materiezustände weit über die vier Großen hinaus erweitert. Dabei haben wir viel über den Urknall, über Lichtschwerter und einen geheimen Zustand der Materie, die sich in dem bescheidenen Huhn versteckt haben, gelernt.

10Amorphe Festkörper

Amorphe Festkörper sind eine faszinierende Untergruppe des bekannten Festkörpers. In einem normalen festen Objekt sind die Moleküle hoch organisiert und können sich nicht frei bewegen. Dies führt zu einer hohen Viskosität von Feststoffen, die ein Maß für den Fließwiderstand ist. Flüssigkeiten hingegen haben eine unorganisierte molekulare Struktur, die es ihnen ermöglicht, aneinander vorbeizuströmen, herumzuspritzen und die Form des Behälters anzunehmen, in dem sie gehalten werden. Ein amorpher Feststoff liegt in der Mitte zwischen diesen beiden Zuständen der Materie. In einem Prozess, der als Verglasung bekannt ist, kühlt sich eine Flüssigkeit ab und ihre Viskosität steigt so weit an, dass sie nicht mehr wie eine Flüssigkeit fließt, sondern ihre Moleküle ungeordnet bleiben und keine kristallisierte Struktur wie ein normaler Feststoff bilden.

Das bekannteste Beispiel für einen amorphen Feststoff ist Glas. Seit Tausenden von Jahren wird Glas mit Siliziumdioxid hergestellt. Wenn Glashersteller die Kieselsäure aus ihrem flüssigen Zustand abkühlen, erstarrt sie tatsächlich nicht, wenn sie unterhalb des Schmelzpunkts liegt. Wenn die Temperatur weiter abnimmt, steigt die Viskosität an und erscheint fest. Die Moleküle behalten jedoch ihre unorganisierte Struktur bei. An diesem Punkt wird Glas zu einem amorphen Feststoff. Dieser Übergangsprozess hat es Handwerkern ermöglicht, wunderschöne und surreale Glasskulpturen zu schaffen.

Was ist also der funktionale Unterschied zwischen einem amorphen und einem normalen Körper? Im Alltag nicht viel. Glas scheint völlig solide zu sein, bis man es auf molekularer Ebene betrachtet. Lassen Sie sich nicht von dem Mythos faszinieren, dass Glas über lange Zeiträume wie Flüssigkeit fließt. Faule Reiseleiter verewigen diesen Mythos gerne, indem sie alte Kirchen in Kirchen zeigen, die nach unten hin oft dicker wirken. Dies liegt jedoch an Unvollkommenheiten des Glasherstellungsprozesses, die zu unebenen Glasscheiben führen, die auf natürliche Weise in das Fenster mit der dickeren Seite gelegt wurden auf der Unterseite. Die Untersuchung amorpher Festkörper wie Glas hat den Forschern zwar neue Einblicke in Phasenübergänge und die molekulare Struktur verliehen.

9 Superkritische Flüssigkeiten

Die meisten Phasenübergänge treten bei bestimmten Temperatur- und Druckparametern auf. Jeder weiß, dass eine Temperaturerhöhung schließlich eine Flüssigkeit in ein Gas verwandelt. Wenn jedoch der Druck zusammen mit der Temperatur erhöht wird, springt die Flüssigkeit stattdessen in den Bereich überkritischer Flüssigkeiten, die sowohl die Eigenschaften eines Gases als auch einer Flüssigkeit haben.

Zum Beispiel können superkritische Flüssigkeiten Feststoffe wie ein Gas durchlassen, sie können jedoch auch als Lösungsmittel wie eine Flüssigkeit wirken. Interessanterweise kann eine überkritische Flüssigkeit je nach Kombination von Druck und Temperatur feiner eingestellt werden, um gas- oder flüssigkeitsähnlicher zu sein. Dies ermöglichte es den Wissenschaftlern, eine Vielzahl von Anwendungen für überkritische Fluide zu entwickeln, die vom Extrem bis zum Alltäglichen reichen.

Zwar sind überkritische Flüssigkeiten nicht so häufig wie amorphe Festkörper, aber Sie werden wahrscheinlich immer noch fast so oft mit ihnen interagieren wie mit Glas. Überkritisches Kohlendioxid hat sich bei Brauereibetrieben für seine Fähigkeit als Lösungsmittel bei der Hopfenextraktion eingesetzt, während Kaffeefirmen es verwenden, um besser entkoffeinierten Kaffee herzustellen. Überkritische Flüssigkeiten wurden auch verwendet, um eine effizientere Hydrolyse zu erzeugen und Kraftwerke bei höheren Temperaturen laufen zu lassen. Für einen Zustand, von dem niemand etwas gehört hat, verwenden Sie wahrscheinlich täglich Nebenprodukte von überkritischen Flüssigkeiten.

8Degenerierte Materie

Während amorphe Feststoffe zumindest auf dem Planeten Erde vorkommen, existiert entartete Materie nur in bestimmten Sternen. Entartete Materie liegt vor, wenn der äußere Druck der Materie nicht wie auf der Erde von der Temperatur bestimmt wird, sondern von komplexen Quantenprinzipien, üblicherweise dem Pauli-Ausschlussprinzip (dazu gleich mehr). Aus diesem Grund würde der Druck nach außen der entarteten Materie auch dann bestehen bleiben, wenn die Temperatur der Materie auf den absoluten Nullpunkt absinkt. Die zwei Hauptarten der entarteten Materie sind als elektronenentartete Materie und neutronendegenerierte Materie bekannt.

Elektronendegenerierte Materie existiert hauptsächlich in weißen Zwergsternen. Die Materie bildet sich im Kern des Sterns, wenn das Gewicht der Materie um den Kern herum versucht, die Elektronen des Kerns in den niedrigsten Energiezustand zu komprimieren. Nach dem Pauli-Ausschlussprinzip können jedoch keine zwei solcher Teilchen denselben Energiezustand einnehmen. Daher „drücken“ die Teilchen auf das Material um den Kern zurück und erzeugen einen nach außen gerichteten Druck aufgrund der Quantengesetze, nach denen nicht alle Elektronen im Kern im niedrigsten Energiezustand existieren können. Dies kann nur bestehen bleiben, wenn die Masse des Sterns weniger als das 1,44-fache der Masse unserer Sonne beträgt. Wenn ein Stern über dieser Grenze liegt (bekannt als Chandrasekhar-Grenze), bricht er einfach zu einem Neutronenstern oder einem Schwarzen Loch zusammen.

Wenn ein Stern zu einem Neutronenstern zusammenbricht, hat er keine elektronendegenerierte Materie mehr, sondern besteht jetzt aus neutronendegenerierter Materie. Da ein Neutronenstern so schwer ist, verschmelzen die Elektronen mit den Protonen im Kern, wodurch Neutronen entstehen. Freie Neutronen (Neutronen, die nicht in einem Atomkern gebunden sind) haben normalerweise eine Halbwertzeit von 10,3 Minuten. Im Kern eines Neutronensterns erlaubt die Masse des Sterns jedoch, dass Neutronen außerhalb eines Kerns existieren und Neutronenentartete Materie bilden.

Andere exotische Formen degenerierter Materie könnten existieren, einschließlich seltsamer Materie, die in einer seltenen Form eines Sterns, Quarkstern genannt, vorkommen kann. Quarksterne sind die Bühne zwischen einem Neutronenstern und einem Schwarzen Loch, wo die Quarks im Kern entkoppeln und eine Suppe aus freien Quarks bilden. Wir haben diese Art von Stern noch nicht beobachtet, aber die Physiker theoretisieren weiterhin ihre Existenz.

7Superfluid

Kehren wir zur Erde zurück, um Superfluid zu diskutieren. Ein Superfluid ist ein Zustand der Materie, wenn bestimmte Isotope von Helium, Rubidium und Lithium auf fast absoluten Nullpunkt gekühlt werden. Dies ist ähnlich einem Bose-Einstein-Kondensat (BEC), es gibt jedoch leichte Unterschiede. Einige Bose-Einstein-Kondensate sind Superfluide und einige Superfluide sind Bose-Einstein-Kondensate, aber nicht jede Klasse passt in die andere.

Das häufigste Superfluid ist flüssiges Helium. Wenn Helium auf den „Lambda-Punkt“ von 2,17 Grad Kelvin abgekühlt wird, wird ein Teil der Flüssigkeit zu einem Superfluid. Wenn die meisten Substanzen bis zu einem bestimmten Punkt abgekühlt sind, überwindet die Anziehung zwischen den Atomen die Wärmeschwingungen in der Substanz, wodurch die Substanz eine feste Struktur bilden kann. Heliumatome interagieren jedoch so schwach miteinander, dass sie bis zum absoluten Nullpunkt flüssig bleiben können. Bei dieser Temperatur überlappen sich die Eigenschaften der einzelnen Atome, wodurch die merkwürdigen Eigenschaften von Superfluids entstehen.

Für den Anfang hat ein Superfluid keine innere Viskosität. In einem Reagenzglas befindliche Superfluide kriechen an den Seiten des Röhrchens entlang und verletzen scheinbar die Gesetze der Schwerkraft und der Oberflächenspannung. Flüssiges Helium leckt sehr leicht, da es durch jedes mikroskopische Loch austreten kann. Superfluide zeigen auch merkwürdige thermodynamische Eigenschaften. Sie haben keine thermodynamische Entropie und sind unendlich wärmeleitend. Dies bedeutet, dass zwei Superfluids keine thermische Differenz aufweisen können. Wenn Wärme in ein Superfluid eingeleitet wird, leitet es so schnell, dass Wärmewellen entstehen, eine Eigenschaft, die für normale Flüssigkeiten nicht existiert.

6Bose-Einstein-Kondensat

Bose-Einstein-Kondensate sind wahrscheinlich eine der berühmtesten obskuren Formen der Materie, aber auch eine der am schwersten zu verstehenden. Zuerst müssen wir verstehen, was Bosonen und Fermionen sind. Ein Fermion ist ein Teilchen mit einer halbzahligen Drehung (wie ein Elektron) oder ein zusammengesetztes Teilchen (wie ein Proton). Diese Teilchen gehorchen dem Pauli-Ausschlussprinzip, durch das elektronendegenerierte Materie funktioniert. Ein Boson hat jedoch einen ganzzahligen Spin und mehrere Bosonen können den gleichen Quantenzustand einnehmen. Bosonen umfassen alle kraftübertragenden Teilchen (wie etwa Photonen) sowie einige Atome, einschließlich unseres Freunds Helium-4 und anderer Gase. Elemente in dieser Kategorie werden als bosonische Atome bezeichnet.

In den 1920er Jahren nutzte Albert Einstein die Arbeit des indischen Physikers Satyendra Nath Bose, um eine neue Form der Materie vorzuschlagen. Einsteins Theorie war, wenn man bestimmte elementare Gase auf einen Bruchteil eines Kelvins oberhalb des absoluten Nullpunkts herunterkühlen würde, würden ihre Wellenfunktionen zu einem "Superatom" verschmelzen. Eine solche Substanz würde auf makroskopischer Ebene Quanteneffekte zeigen. Aber erst in den 1990er Jahren gab es die Technologie, um Elemente ausreichend auf die benötigte Temperatur zu kühlen. 1995 gelang es den Forschern Eric Cornell und Carl Wieman, 2.000 Atome zu einem Bose-Einstein-Kondensat zu verschmelzen, das groß genug war, um mit einem Mikroskop betrachtet zu werden.

Bose-Einstein-Kondensate sind eng mit Superfluids verwandt, haben jedoch ihre eigenen einzigartigen Eigenschaften. Das Schockierendste ist, dass ein BEC das Licht von seiner normalen Geschwindigkeit von 300.000 Metern pro Sekunde verlangsamen kann. Im Jahr 1998 konnte die Harvard-Forscherin Lene Hau das Licht auf nur 60 Stundenkilometer bremsen, indem sie einen Laser durch eine zigarrenförmige BEC-Probe schoss. In späteren Experimenten konnte das Team von Hau das Licht in einem BEC vollständig stoppen, indem der Laser während des Durchlaufens der Probe ausgeschaltet wurde. Diese Experimente haben völlig neue Felder der lichtbasierten Kommunikation und des Quantencomputers eröffnet.

5Jahn-Teller-Metalle

Jahn-Teller-Metalle sind das jüngste Kind im Block der Materiezustände. Erst 2015 haben Forscher es geschafft, sie zum ersten Mal erfolgreich zu schaffen. Wenn andere Labors dies bestätigen, kann das Experiment die Welt verändern, wie wir sie seit Jahn-Teller-Metallen kennen haben Eigenschaften sowohl eines Isolators als auch eines Supraleiters.

Forscher unter Leitung des Chemikers Kosmas Prassides experimentierten, indem sie Kohlenstoff-60-Moleküle (umgangssprachlich als Buckyballs bezeichnet) nahmen und Rubidium in die Struktur einführten, was die Kohlenstoff-60-Moleküle zwang, eine neue Form anzunehmen. Das Metall ist nach dem Jahn-Teller-Effekt benannt, der beschreibt, wie der Druck die geometrische Form von Molekülen in neue Elektronenkonfigurationen ändern kann. In der Chemie wird Druck nicht nur durch Komprimieren erreicht, sondern auch durch Hinzufügen neuer Atome oder Moleküle zu einer bereits vorhandenen Struktur, wodurch die grundlegenden Eigenschaften verändert werden.

Als das Forscherteam von Prassides begann, Rubidium in die Kohlenstoff-60-Moleküle einzuführen, wurden die Kohlenstoffmoleküle von einem Isolator zu einem Supraleiter. Aufgrund des Jahn-Teller-Effekts versuchten die Moleküle jedoch, in ihrer alten Konfiguration zu bleiben, wodurch eine Substanz entstand, die als Isolator zu wirken scheint, jedoch die elektrischen Eigenschaften eines Supraleiters aufweist. Der Übergang zwischen einem Isolator und einem Supraleiter war bis zu diesen Experimenten noch nicht beobachtet worden.

Was bei Jahn-Teller-Metallen wirklich aufregend ist, ist, dass sie bei hohen Temperaturen (-135 Grad Celsius im Gegensatz zu -243,2 Grad Celsius) Supraleiter werden. Dadurch werden sie für die Massenproduktion und für Experimente näher an handliche Ebenen herangeführt.Wenn die Behauptungen richtig sind, sind wir den Massenprodukten, die Strom ohne Widerstand erzeugen, so viel näher, dass sie weder Wärme noch Schall oder Energie freisetzen, was die Energieerzeugung und den Transport revolutioniert.

4 Photonische Materie

Seit Jahrzehnten war die klassische Weisheit hinter den Photonen, dass es sich um masselose Teilchen handelte, die nicht miteinander wechselwirken. In den letzten Jahren haben MIT- und Harvard-Forscher jedoch neue Wege gefunden, um Licht scheinbar Masse zu erzeugen - und sogar „Lichtmoleküle“ geschaffen, die sich gegenseitig abprallen und miteinander verbinden. Wenn das langweilig klingt, sollten Sie bedenken, dass es im Wesentlichen der erste Schritt zum Erstellen eines Lichtschwerts ist.

Die Wissenschaft hinter photonischer Materie ist etwas komplex, aber bleib dabei. (Merken, Lichtschwerter.) Die Forscher begannen, durch Experimente mit unterkühltem Rubidiumgas photonische Materie zu erzeugen. Wenn ein Photon durch das Gas geschossen wird, lenkt es ab und interagiert mit den Rubidiummolekülen, verliert Energie und verlangsamt sich. Schließlich taucht das Photon aus der Gaswolke deutlich verlangsamt auf, wobei seine Identität intakt ist.

Die Dinge werden merkwürdig, wenn Sie zwei Photonen durch das Gas schießen, was zu einem Phänomen führt, das als Rydberg-Blockade bekannt ist. Wenn ein Atom durch ein Photon angeregt wird, können die nahe gelegenen Atome nicht in demselben Maße angeregt werden. Im Wesentlichen steht das angeregte Atom den Photonen im Weg. Damit ein umgebendes Atom durch das zweite Photon angeregt werden kann, muss sich das erste Photon durch das Gas vorwärts bewegen. Photonen interagieren normalerweise nicht miteinander, aber wenn sie mit einer Rydberg-Blockade konfrontiert werden, drücken sie sich gegenseitig durch das Gas, tauschen Energie aus und interagieren auf dem Weg miteinander. Von außen betrachtet scheinen diese Photonen Masse zu haben und wirken als einzelnes Molekül, obwohl sie noch masselos sind. Wenn die Photonen aus dem Gas austreten, scheinen sie miteinander verbunden zu sein wie in einem Molekül aus Licht, das abgelenkt und geformt werden kann.

Praktische Anwendungen von photonischer Materie sind noch weit entfernt, aber der Forscher Mikhail Lukin hat bereits eine ganze Reihe möglicher Anwendungen, von der Berechnung über die Erzeugung von 3-D-Kristallen, die vollständig aus Licht bestehen, und, ja, Lichtschwertern.

3D-geordnete Hyperuniformität

Bei der Entscheidung, ob es sich bei einem Stoff um einen neuen Stoffzustand handelt, untersuchen Wissenschaftler die Struktur des Stoffes sowie seine Eigenschaften. Im Jahr 2003 schlugen Salvatore Torquato und Frank H. Stillinger von der Princeton University einen neuen Zustand vor, der als gestörte Hyperuniformität bekannt ist. Während dies wie ein Oxymoron klingt, war die Idee, dass die neue Art von Materie aus der Nähe betrachtet ungeordnet erscheint, aber hyperuniform und über einen weiten Bereich strukturiert ist. Ein solches Material hätte die Eigenschaften eines Kristalls und einer Flüssigkeit. Zunächst schien dies nur in einfachen Plasmen und unserem flüssigen Wasserstoff vorzukommen, aber in letzter Zeit haben Forscher ein natürliches Beispiel an den unwahrscheinlichsten Orten gefunden: ein Hühnerauge.

Hühner haben fünf Zapfen in den Augen. Vier Farben erkennen und eine Lichtstufe. Im Gegensatz zu dem menschlichen Auge oder den sechseckigen Augen von Insekten scheinen diese Zapfen jedoch willkürlich zerstreut zu sein, ohne dass eine wirkliche Ordnung vorliegt. Dies tritt auf, weil die Zapfen in einem Hühnerauge eine Ausschlusszone haben, die es nicht zulässt, dass zwei Zapfen desselben Typs nebeneinander sitzen. Aufgrund der Ausschlusszone und der Form der Zapfen sind sie nicht in der Lage, eine geordnete kristalline Struktur zu bilden (wie wir sie in Festkörpern finden), aber wenn alle Zapfen als Ganzes betrachtet werden, haben sie tatsächlich eine hohe Ordnung Muster, wie auf diesen Bildern von Princeton zu sehen. So können wir die Zapfen in einem Hühnerauge als Flüssigkeit beschreiben, wenn Sie aus der Nähe betrachtet werden, und als Feststoff, wenn Sie aus der Ferne betrachtet werden. Dies unterscheidet sich von den oben genannten amorphen Feststoffen dahingehend, dass ein hyperuniformes Material wie eine Flüssigkeit wirkt, während ein amorpher Feststoff dies nicht tut.

Wissenschaftler erforschen immer noch diesen neuen Zustand der Materie, der tatsächlich häufiger ist als ursprünglich gedacht. Derzeit untersuchen die Forscher von Princeton hyperuniformes Material, um selbstordnende Strukturen und Lichtdetektoren zu erzeugen, die auf sehr spezifische Wellenlängen ausgerichtet sind.

2String-Net Liquid

Welcher Materiezustand ist das Vakuum des Weltraums? Die meisten Leute haben nicht viel über diese Frage nachgedacht, aber in den letzten zehn Jahren haben Xiao-Gang Wen von MIT und Michael Levin von Harvard einen neuen Zustand der Materie vorgeschlagen, der den Schlüssel für die Entdeckung fundamentaler Teilchen jenseits des Elektrons enthalten könnte.

Der Weg zur Entwicklung des Strings-net-Flüssigkeitsmodells begann in der Mitte der 90er Jahre, als ein Wissenschaftlerteam sogenannte Quasi-Partikel vorschlug, die in einem Experiment, in dem Elektronen zwischen zwei Halbleitern hindurchgingen, scheinbar auftraten. Dies sorgte für Aufsehen, da die Quasiteilchen so handelten, als hätten sie eine Bruchladung, was die Physik damals für unmöglich hielt. Das Team nahm diese Daten und schlug vor, dass das Elektron kein grundlegendes Teilchen des Universums ist und dass es noch wesentlichere Teilchen gibt, die wir noch nicht entdeckt haben. Ihre Arbeit brachte ihnen den Nobelpreis ein, später wurde jedoch entdeckt, dass ihre Ergebnisse auf einen Versuchsfehler zurückzuführen waren. Die Idee eines "Quasi-Partikels" verschwand.

Aber einige Forscher haben das nicht ganz aufgegeben. Wen und Levin nahmen die Arbeit an „Quasi-Partikeln“ und schlugen einen neuen Zustand der Materie vor, der als String-Netz bezeichnet wird. Dieser Zustand der Materie hätte Quantenverschränkung als grundlegende Eigenschaft. Ähnlich wie ungeordnete Hyperuniformität: Wenn Sie ein Netz aus der Nähe betrachten, scheint es einen ungeordneten Satz von Elektronen zu haben.Betrachtet man die gesamte Struktur, sieht man jedoch, dass sie aufgrund der Quantenverschränkungseigenschaften von Elektronen hochgradig geordnet war. Wen und Levin erweiterten dann ihre Arbeit, um andere Partikel und Verschränkungseigenschaften zu erfassen.

Als Computermodelle mit dem neuen Zustand der Materie betrieben wurden, stellten Wen und Levin fest, dass das Ende eines String-Netzes die verschiedenen subatomaren Teilchen erzeugen konnte, die wir lieben, einschließlich der sagenhaften "Quasi-Teilchen". Noch schockierender Sie stellten fest, dass die String-Netze, wenn sie in Schwingung versetzt wurden, den Maxwellschen Gleichungen nachgingen, die das Licht regeln. In ihren Papieren schlugen Wen und Levin vor, der Weltraum sei mit String-Netzen aus verschlungenen subatomaren Partikeln gefüllt, und die Enden dieser „Strings“ seien die subatomaren Partikel, die wir sehen. Sie haben auch vorgeschlagen, dass diese String-net-Flüssigkeit dazu führt, dass Licht existiert. Wenn das Vakuum des Weltraums mit einer Netzflüssigkeit gefüllt wäre, könnten Materie und Licht vereinheitlicht werden.

Dies mag alles sehr weit hergeholt erscheinen, aber 1972 (Jahrzehnte vor dem Vorschlag zum String-Net-Netz) entdeckten Geologen in Chile ein seltsames Mineral, das als Herbiztsmithit bekannt ist. Innerhalb des Minerals bilden Elektronen dreieckige Strukturen. Dies scheint zu widersprechen, was wir wissen, wie Elektronen miteinander interagieren. Diese dreieckige Struktur wird jedoch durch das String-Net-Modell vorhergesagt, und die Forscher haben mit künstlichem Kräuterschmied gearbeitet, um zu versuchen, das Modell genau zu beweisen. Leider ist der Jury noch nicht bekannt, ob dieser theoretische Zustand tatsächlich vorliegt.

1Quark-Gluon-Plasma

Lassen Sie uns für den letzten dunklen Zustand der Materie auf den Zustand der Materie zurückblicken, den wir alle als Quark-Gluon-Plasma begonnen haben. Tatsächlich war das frühe Universum ein völlig anderer Zustand als unsere klassischen Zustände. Zuerst aber ein wenig Hintergrund.

Quarks sind die Elementarteilchen, die wir innerhalb von Hadronen (wie Protonen und Neutronen) finden. Hadronen bestehen entweder aus drei Quarks oder einem Quark und einem Anti-Quark. Quarks sind fraktional geladen und werden von Gluonen zusammengehalten, die das Austauschteilchen für die starke Kernkraft sind.

Wir sehen keine freien Quarks in der Natur, aber direkt nach dem Urknall gab es für eine Millisekunde freie Quarks und Gluonen. Während dieser Zeit war die Temperatur des Universums so heiß, dass die Quarks und Gluonen kaum miteinander wechselten, während sie sich der Lichtgeschwindigkeit näherten. Während dieser Zeit bestand das Universum vollständig aus diesem heißen Quark-Gluon-Plasma. Nach einem weiteren Sekundenbruchteil wäre das Universum soweit abgekühlt, dass sich schwere Partikel wie Hadronen bilden konnten, und Quarks wechselten mit Gluonen und einander. Von diesem Zeitpunkt an begann sich das Universum, wie wir es kennen, zu bilden, wobei sich Hadronen mit Elektronen zu primitiven Atomen verbinden.

In der aktuellen Phase des Universums haben Wissenschaftler versucht, Quark-Gluon-Plasma in großen Teilchenbeschleunigern nachzubilden. Während dieser Experimente werden schwere Partikel wie Hadronen ineinander geschleudert, wodurch Temperaturen entstehen, die es Quarks ermöglichen, sich für kurze Zeit zu entkoppeln. Aus diesen frühen Experimenten haben wir bereits einige Eigenschaften des Quark-Gluon-Plasmas gelernt, das anscheinend völlig reibungslos und flüssigkeitsnäher war als unser normales Verständnis von Plasmen. Wenn Forscher mit diesem exotischen Zustand der Materie weiter experimentieren, werden wir immer mehr darüber erfahren, wie und warum unser Universum so geformt wurde, wie es gemacht wurde.