На Большом адронном коллайдере получены мельчайшие капли жидкости

Пытаясь понять, как вела себя материя непосредственно после Большого взрыва, физики смогли обнаружить мельчайшие капли жидкости, когда-либо наблюдаемые человеком.

Понятно, что речь идет не о жидкости в привычном понимании этого слова, а о кварк-глюонной плазме, поведение которой, как недавно выяснилось, близко к идеальной жидкости. Вещество Вселенной находилось в состоянии кварк-глюонной плазмы в первые мгновения после Большого взрыва.

Ученые считают, что горячая и сверхплотная кварк-глюонная плазма неоднородна: от ее разогретого центра к более холодным краям движутся так называемые капли, которые способны удерживать частицы, несмотря на общее расширение и охлаждение. Именно эту модель, называемую "коллективным потоком", исследователи использовали в сентябре 2012 года для объяснения так называемого "эффекта гребня" (ridge-effect), когда сталкивали между собой атомы свинца и протоны на скоростях близких к скорости света. Назвали его так из-за наблюдаемых на графиках с данными структур, похожих на гребни.

"Эффект гребня", более понятный физикам, чем обывателям, далеким от сложных графиков и бесконечных расчетов, указывает на синхронность, связанность траекторий движения заряженных частиц, разлетающихся после столкновения.

Ранее физики сталкивали между собой ядра свинца (а также направляли в коллайдер ядра золота). Каково же было их удивление, когда они получили тот же эффект при столкновении ядер свинца и протонов!

Протон в 208 раз легче ядра свинца, но ученые подсчитали, что в 5% столкновений фиксируется явление "коллективного потока".

"Протон-свинцовые столкновения можно сравнить со стрельбой пулями по яблоку, а свинец-свинцовые − со столкновением двух яблок. Понятно, что больше энергии будет выделяться во втором случае", – говорит физик Юлия Велковска (Julia Velkovska) из университета Вандербильта.

Таким образом, считалось, что протон-свинцовые столкновения не могут вызвать наблюдаемый эффект. Более того, полученные данные могли быть результатом вмешательства другого явления. Поэтому уже в феврале 2013 года ученые повторили эксперимент. После изучения миллиардов физических событий специалисты смогли выявить сотни случаев образования не менее трех сотен частиц, подчиняющихся правилу "коллективного потока".

Ученые отмечают, что полученные короткоживущие "капли" состоят из трех-пяти протонов. Для сравнения: такая капля в 100 тысяч раз меньше атома водорода или в 100 миллионов раз меньше самого крошечного вируса.

"С этим открытием, мы, вероятно, приблизимся к пониманию явления "коллективного потока", – замечает профессор Велковска. А вместе с этим ученым будет легче разобраться в свойствах кварк-глюонной плазмы.

Подробнее с результатами экспериментов можно ознакомиться в препринте статьи на сайте arXiv.org. Публикация позднее появится в журнале Physical Review D.

Миллиарды лет после Большого взрыва Вселенная расширялась и охлаждалась, поэтому ученые продолжают моделировать и изучать поведение материи и энергии при помощи БАК, приближая человечество к пониманию величайшей тайны – возникновения мироздания. !zn

Читайте также:

Коллайдер зафиксировал редкостный распад частиц, "похоронив" теорию новой физики

Большой адронный коллайдер уловил новый след таинственного антивещества

На адронном коллайдере установлен мировой рекорд температуры: 5,5 триллионов градусов

Ученые предположили, что Вселенная образовалась не от взрыва, а просто "замерзла"