Колайдер підказав де шукати кордон станів Всесвіту

Американські вчені, які працюють на колайдері релятивістських іонів RHIC, можливо, спостерігали кордон, що розділяє звичайну матерію, що складається з протонів і нейтронів, з плазмою з кварків і глюонів, якою був наповнений Всесвіт 14 млрд років тому.


Кварк-глюонну плазму (КГП) раніше вже створювали, але RHIC дозволяє використовувати різні рівні енергій і типи зіштовхуються іонів, що дає можливість вивчати властивості цієї особливої ??форми матерії, яка існувала задовго до того, як з'явився знайомий нам Всесвіт.

Ядра звичайних атомів і КГП являють собою дві різні фази матерії, які взаємодіють за допомогою найсильніших природних зв'язків. Ці взаємодії описуються теорією, відомою як квантова хромодинаміка.

Як і в інших формах матерії, різні фази існують в різних умовах температури і тиску, які можуть бути відображені на діаграмі з чіткою межею, що відокремлює різні фази, як, наприклад, вода і лід, мають температурну кордон при 0 градусів Цельсія і звичайному атмосферному тиску .

Однак у випадку з ядрами атомів і КГП вчені досі не знали, де провести цю межу. RHIC вперше дав підказку, де її шукати.

Потужність RHIC нижче, ніж у Великого адронного коллайдера, але американський прискорювач дозволяє проводити експерименти з різними іонами на кордоні звичайної матерії і кварк-глюонної плазми

У ході експерименту PHENIX вчені виявили, що кварки, що проходять через речовину, при енергіях зіткнення 39 ГеВ швидко втрачають енергію, взаємодіючи з кварк-глюонної плазмою. Таким чином, намітилася приблизна межа між звичайною матерією і КГП. Це зона рівноваги, як якщо б при температурі близько 0 градусів Цельсія могли співіснувати і вода і лід.

Через складність обчислень у квантовій хромодинамике теоретики поки ще не прийшли до згоди про те, де знаходиться межа КГП та звичайної матерії, навіть висловлюються сумніви, що її взагалі немає. Але експериментатори RHIC говорять, що дані вказують наявність кордону на енергії близько 20 ГеВ. Для уточнення цієї цифри будуть потрібні додаткові експерименти.

Вивчення кварк-глюонної плазми становить великий інтерес для науки і може відповісти на ряд найважливіших питань про будову Всесвіту. Зокрема, поки без відповіді залишається питання про переважання звичайної речовини, над антиматерією, хоча теоретично їх у Всесвіті повинно бути порівну.


Останні новини