Физики измерили триллионоградусную температуру первичной плазмы Большого взрыва

Международная коллаборация STAR под руководством профессора Франка Гюртса из Университета Райса достигла прорыва в измерении температуры кварк-глюонной плазмы (КГП) — состояния материи, которое, как считается, существовало в первые микросекунды после Большого взрыва. Используя данные столкновений тяжелых ионов на Релятивистском коллайдере тяжелых ионов (RHIC) в Брукхейвенской национальной лаборатории, ученые проанализировали тепловые пары электрон-позитрон, которые, в отличие от кварков, практически не взаимодействуют с плазмой и несут неизмененную информацию о ее температуре.

Исследователям удалось выделить два четких температурных диапазона, соответствующих разным этапам эволюции плазмы. Низкоэнергетические диэлектроны, образующиеся позже, показали среднюю температуру около 2.01 триллиона Кельвинов, что соответствует фазе перехода плазмы в обычную материю. Высокоэнергетические пары, рожденные на начальной, более горячей стадии, указали на температуру около 3.25 триллиона Кельвинов. Этот метод, названный «проникающей термометрией», позволил впервые получить непредвзятый тепловой профиль КГП на протяжении всего ее времени жизни.

Полученные точные данные являются ключевым экспериментальным вкладом в построение «фазовой диаграммы КХД» — карты поведения материи в экстремальных условиях, аналогичных ранней Вселенной и ядрам нейтронных звезд. Это достижение открывает новую эру в изучении самых экстремальных состояний вещества и уточнении наших представлений о первых моментах существования космоса.