Das ultraheiße Quark-Gluon-Plasma könnte noch geringere Viskosität aufweisen, als bisher für möglich gehalten wurde - Neue These von Forschern der TU Wien soll nun überprüft werden
Es gibt Flüssigkeiten wie Wasser, die sehr dünnflüssig sind. Andere
Substanzen wie etwa Honig weisen hingegen ein hohes Maß an Viskosität auf, die
wiederum von den inneren Reibungskräften abhängt. Sogenannte
Quantenflüssigkeiten wie suprafluides Helium erreichen die geringsten
Viskositäten. Solche Supraflüssigkeiten verlieren bei sehr tiefen Temperaturen
nahe dem absoluten Nullpunkt von rund 273 Grad Celsius jede innere Reibung.
Seit einigen Jahren ist bekannt, dass es aufgrund der Quantentheorie eine
absolute Untergrenze für Viskosität gibt. Während etwa supraflüssiges Helium
diesen Schwellenwert klar überschreitet, bleibt das sogenannte
Quark-Gluon-Plasma, das bei energiereichen Teilchenkollisionen im Large Hadron
Collider des Cern hergestellt werden kann, nur ganz knapp darüber.
Quark-Gluon-Plasma bildete sich aber auch Sekundenbruchteile nach dem Urknall.
Bei Temperaturen, die Hunderttausend mal heißer sind als das Zentrum der
Sonne, fanden Elementarteilchen wie Quarks und Gluonen noch nicht zu Protonen
und Neutronen zusammen, sondern bewegten sich frei. Dominik Steineder vom
Institut für Theoretische Physik der TU Wien zeigte nun in seiner Dissertation,
dass sich die theoretische Untergrenze für die Viskosität in bestimmten Fällen
sogar noch unterbieten lässt.
In den bisherigen Berechnungen nahm man an, dass das Plasma symmetrisch ist
und von allen Seiten gleich aussieht, also "isotrop" ist. Tatsächlich sei aber
ein Plasma, das Kollisionen in einem Teilchenbeschleuniger entsteht, ganz am
Anfang nicht isotrop, behauptet der TU-Forscher mit seinem betreuenden Professor
Anton Rebhan im Fachblatt Physical Review Letters: Weil die Teilchen
entlang einer bestimmten Richtung beschleunigt und zur Kollision gebracht
werden, zeigt das dabei entstehende Quark-Gluon-Plasma unterschiedliche
Eigenschaften, abhängig von der Richtung, aus der man es betrachtet.
Die Physiker der TU Wien fanden nun eine Möglichkeit, diese
Richtungsabhängigkeit mitzuberechnen. Die Viskosität könne damit niedriger sein
als der Wert, den man bisher für die absolute Untergrenze hielt, sagt Steineder.
Seine theoretischen Vorhersagen sollen nun durch die bereits begonnenen
Quark-Gluon-Plasma-Experimente am LHC getestet werden. (tasch, APA/DER STANDARD, Printausgabe, 18.01.2012)
