Физики только что увидели, как кварки создают волны в первичном супе Большого взрыва
На Большом адронном коллайдере получены самые четкие доказательства того, что кварк-глюонная плазма ведет себя как настоящая жидкость, а отдельные кварки оставляют в ней волновые следы
Короткое резюме
Физики ЦЕРНа на Большом адронном коллайдере получили самые чёткие на сегодня доказательства того, что кварк-глюонная плазма — раскалённое вещество первых мгновений Вселенной — ведёт себя как настоящая жидкость. Отслеживая отдельные кварки, пролетающие через плазму, исследователи увидели, что они оставляют за собой рябь, всплески и закручивающиеся следы, подобно утке, движущейся по воде. Это указывает на то, что первичный «суп» настолько плотен, что способен замедлять быстрые кварки и коллективно реагировать как единая жидкость.
В ранней Вселенной при температурах в триллионы градусов существовала кварк-глюонная плазма — смесь кварков и глюонов, которая сохранялась лишь миллионные доли секунды, прежде чем охладиться и позволить частицам образовать протоны, нейтроны и другие частицы. На LHC (Большой адронный коллайдер) тяжёлые ионы сталкивают почти со скоростью света, чтобы на мгновение воссоздать эту материю. Раньше поиски следов кварков сосредотачивались на парах кварк—антикварк, но при разлёте в противоположные стороны один кварк перекрывал след другого. Новая методика использует Z-бозон (тип элементарной частицы), слабо взаимодействующий с плазмой и рождающийся в противоположном направлении от кварка, как метку для выделения следа одного кварка; гибридная модель ранее предсказывала, что быстрый кварк должен возмущать плазму и оставлять след.
Среди 13 млрд столкновений учёные нашли около 2000 событий с Z-бозоном (тип элементарной частицы); в направлении, противоположном Z-бозону, повторно наблюдались жидкостные картины всплесков и вихрей, которые совпали с предсказаниями гибридной модели. По словам исследователей, это первое прямое доказательство того, что кварк действительно «тянет» за собой больше плазмы во время движения. Метод планируют применять к дополнительным данным, чтобы измерять размер, скорость, протяжённость и время затухания следов, а также получить новые сведения о свойствах кварк-глюонной плазмы в первые микросекунды после Большого взрыва.
Кварк-глюонная плазма ведёт себя как жидкость
Впервые напрямую зафиксировано, что отдельные кварки создают в плазме волны, всплески и вихревые следы, а не просто независимо рассеиваются
Новый метод с Z-бозоном (тип элементарной частицы) позволяет увидеть след одного кварка
Z-бозон слабо взаимодействует с плазмой и служит чистой меткой; если он летит в противоположную сторону от кварка, рябь на стороне кварка можно связать именно с ним
Эксперимент CMS (один из четырёх основных экспериментов на Большом адронном коллайдере) на LHC (Большой адронный коллайдер) дал редкие события
Среди 13 млрд столкновений отобрано около 2000 событий с Z-бозоном (тип элементарной частицы), в которых наблюдались жидкостные структуры в противоположном направлении
Результаты совпали с гибридной моделью и открывают путь к измерению свойств плазмы
Наблюдения соответствуют предсказанию, что кварк тормозится плотной плазмой и тянет её за собой; это позволит детальнее изучать экзотическую жидкость первых мгновений Вселенной
Текст сгенерирован с использованием ИИ
