Намагаючись зрозуміти, як поводила себе матерія безпосередньо після Великого вибуху, фізики змогли виявити найдрібніші краплі рідини, які коли-небудь спостерігалися людиною.
Зрозуміло, що мова йде не про рідину у звичному розумінні цього слова, а про кварк-глюонну плазму, поведінка якої, як нещодавно з'ясувалося, близька до ідеальної рідини. Речовина Всесвіту перебувала у стані кварк-глюонної плазми у перші миті після Великого вибуху.
Вчені вважають, що гаряча і надщільна кварк-глюонна плазма неоднорідна: від її розігрітого центру до більш холодних країв рухаються так звані краплі, які здатні утримувати частинки, незважаючи на загальне розширення та охолодження. Саме цю модель, так званий "колективний потік", дослідники використовували у вересні 2012 року для пояснення так званого "ефекту гребеня" (ridge-effect), коли зіштовхували між собою атоми свинцю і протони на швидкостях, близьких до швидкості світла.
"Ефект гребеня", більш зрозумілий фізикам, ніж людям, далеким від складних графіків і нескінченних розрахунків, вказує на синхронність, пов'язаність траєкторій руху заряджених частинок, що розлітаються після зіткнення.
Раніше фізики зіштовхували між собою ядра свинцю (а також направляли к колайдер ядра золота). Яке ж було їхнє здивування, коли вони отримали той самий ефект при зіткненні ядер свинцю та протонів!
Протон в 208 разів легший за ядро свинцю, але вчені підрахували, що у 5% зіткнень фіксується явище "колективного потоку".
"Протон-свинцеві зіткнення можна порівняти зі стріляниною кулями по яблуку, а свинець-свинцеві - із зіткненням двох яблук. Зрозуміло, що більше енергії буде виділятися у другому випадку", - говорить фізик Юлія Велковська (Julia Velkovska) з університету Вандербільта.
Таким чином, вважалося, що протон-свинцеві зіткнення не можуть викликати спостережуваний ефект. Більше того, отримані дані могли бути результатом втручання іншого явища. Тому вже у лютому 2013 року вчені повторили експеримент. Після вивчення мільярдів фізичних подій фахівці змогли виявити сотні випадків формування не менше трьох сотень частинок, що підкоряються правилу "колективного потоку".
Вчені відзначають, що отримані короткоживучі "краплі" складаються із трьох-п'яти протонів. Для порівняння: така крапля у 100 тисяч разів менша за атом водню або в 100 мільйонів разів менша за крихітний вірус.
"З цим відкриттям, ми, ймовірно, наблизимося до розуміння явища "колективного потоку", - зауважує професор Велковська. А разом з цим ученим буде легше розібратися у властивостях кварк-глюонної плазми.
Докладніше з результатами експериментів можна ознайомитися в препринте статті на сайті arXiv.org. Публікація пізніше з'явиться в журналі Physical Review D.
Мільярди років після Великого вибуху Всесвіт розширювався і охолоджувався, тому вчені продовжують моделювати і вивчати поведінку матерії і енергії за допомогою ВАК, наближаючи людство до розуміння найбільшої таємниці - виникнення Всесвіту. !zn
Читайте також:
Колайдер зафіксував рідкісний розпад частинок, "поховавши" теорію нової фізики
Великий адронний колайдер вловив новий слід таємничої антиречовини
Вчені припустили, що Всесвіт утворився не від вибуху, а просто "замерз"