Большой адронный коллайдер наконец объяснил, как формируется хрупкая материя

Учёные, работающие на эксперименте ALICE Большого адронного коллайдера, разрешили давнюю загадку: как хрупкие частицы вроде дейтрона (ядра из одного протона и одного нейтрона) и антидейтрона могут образовываться в условиях столкновений, температура которых в 100 000 раз превышает температуру ядра Солнца. Оказалось, что примерно 90% этих частиц рождаются не в начальной горячей фазе столкновения, где они должны были бы мгновенно разрушиться, а позже, когда огненный шар остывает, в результате распада ультракороткоживущих высокоэнергетических состояний (резонансов).

Это открытие стало возможным благодаря точным измерениям на детекторе ALICE, который способен реконструировать до 2000 частиц от одного столкновения. Распад резонансов высвобождает протоны и нейтроны (или их античастицы), которые затем, в более холодной и спокойной среде, связываются в дейтроны. Результат представляет собой важный шаг к лучшему пониманию сильного взаимодействия — фундаментальной силы, удерживающей нуклоны в атомных ядрах.

Полученные данные имеют значение не только для фундаментальной ядерной физики, но и для астрофизики и космологии. Лёгкие ядра образуются и в космосе, например, при взаимодействиях космических лучей, и могут нести информацию о тёмной материи. Новое понимание механизма их образования позволит улучшить модели таких процессов и точнее интерпретировать наблюдательные данные.