В первые миллионные доли секунды после Большого взрыва протонов и нейтронов ещё не было. Вселенная была заполнена кварк-глюонной плазмой — раскалённым «супом» из кварков и глюонов. Его можно ненадолго воссоздать на коллайдере, сталкивая тяжёлые ядра золота или свинца. Эксперимент STAR на американском коллайдере RHIC показал, что признаки этой плазмы появляются даже при столкновении маленьких ядер кислорода. Работа опубликована в Physical Review Letters.
Как узнать, что плазма была
Кварк-глюонная плазма живёт ничтожно мало, и увидеть её напрямую нельзя. Поэтому физики ищут её следы. Один из главных — гашение струй.
При столкновении иногда рождаются очень энергичные частицы, которые разлетаются узкими пучками — струями. Если на их пути есть плотная горячая плазма, струи теряют энергию, как пуля, пролетающая через воду. Если плазмы нет, струи выходят почти невредимыми.
Маленькие ядра, тот же эффект
Ядро кислорода содержит всего 16 частиц, а ядро золота — 197. Долго было неясно, хватит ли такого маленького столкновения, чтобы образовалась плазма. Эксперимент STAR сравнил лобовые столкновения кислорода со скользящими. В лобовых струи и энергичные частицы оказались заметно подавлены — значит, они теряли энергию в горячем веществе.
По словам Брукхейвенской национальной лаборатории, это сильное свидетельство кварк-глюонной плазмы в малой системе и при самой низкой энергии столкновения среди подобных случаев.
Зачем это важно
Чем меньше система, в которой появляется плазма, тем лучше физики понимают, с какого момента вещество начинает вести себя как жидкость из кварков. Это помогает разобраться, каким было вещество в самом начале истории Вселенной.
Данные получены в 2021 году. Сам коллайдер RHIC после 25 лет работы в 2026 году провёл свои последние столкновения.
Источники
Наука ближе, когда обсуждаем вместе.
Новые материалы, вопросы и подборки — в нашем Telegram.
