Физики воспроизвели состояние материи из первых мгновений после Большого взрыва
Физики воспроизвели состояние материи из первых мгновений после Большого взрыва Международная коллаборация ALICE на Большом адронном коллайдере CERN провела эксперимент, в котором воссоздала кварк-глюонную плазму — вещество, заполнявшее Вселенную примерно в первую миллионную долю секунды после Большого взрыва. Для этого учёные столкнули ядра кислорода-16 и неона-20, разогнанные почти до скорости света. В результате возникли экстремальные температуры и плотности, при которых протоны и нейтроны распадаются на составляющие их кварки и глюоны. Главная неожиданность: ранее считалось, что такое состояние требует столкновения очень тяжёлых ядер (например, свинца). Новая работа показала, что плазма образуется и при соударении значительно более лёгких ядер, причём её расширение и распад соответствуют поведению плазмы от тяжёлых ядер. Это открывает дорогу к изучению первичной материи Вселенной в гораздо более широком наборе экспериментов. Сами кварк-глюонную плазму напрямую наблюдать невозможно — она существует невероятно короткое время. Физики анализируют частицы, которые возникают после её охлаждения и распада. Оказалось, что распределение и движение этих частиц сохраняют информацию о форме исходных атомных ядер: округлые ядра кислорода дают симметричный «след», а вытянутые и асимметричные ядра неона — соответствующий вытянутый рисунок. Это похоже на тень, по которой можно определить форму объекта, даже не видя его самого. Исследование, опубликованное в Physical Review Letters, не только проливает свет на раннюю Вселенную, но и предлагает новый метод изучения структуры ядер при экстремально высоких энергиях — в области, где ключевую роль играет сильное взаимодействие. Следующий шаг — эксперименты с ещё более лёгкими ядрами (например, гелием-4), чтобы определить минимальный размер сталкивающихся ядер, при котором ещё возникает кварк-глюонная плазма, и уточнить модели квантовой хромодинамики.