Большой взрыв воспроизвели на Земле: физики подтвердили существование первичной материи
В Большом адронном коллайдере удалось воспроизвести условия, похожие на те, что существовали в первые микросекунды после Большого взрыва. Эксперименты подтвердили образование чрезвычайно горячего состояния материи, считающегося "первичным веществом" Вселенной.
Об этом пишет РБК-Украина со ссылкой на SciTechDaily.
Ученые объяснили: кварк-глюонная плазма (КГП) формируется при экстремальном давлении и температурах, более чем в 100 000 раз превышающих температуру в центре Солнца.
В таких условиях сложные частицы распадаются на свои фундаментальные элементы - кварки и глюоны.
Спустя почти 14 миллиардов лет после возникновения Вселенной физикам удалось кратковременно воспроизвести это состояние с помощью высокоэнергетических ядерных столкновений на коллайдере.
Разрушение старых аксиом
Ранее в научном сообществе господствовало мнение, что кварк-глюонная плазма может возникать только во время столкновений очень тяжелых ионов, таких как свинец, которые более 200 раз тяжелее протонов.
Однако новые экспериментальные данные опровергли это утверждение:
- Детекторы ALICE, ATLAS, CMS и LHCb выявили четкие признаки КГП в столкновениях пар кислород-кислород и неон-неон;
- Ранее эксперимент ALICE подтвердил наличие сигналов плазмы даже в столкновениях протонов с протонами и протонов со свинцом;
Исследования доказывают, что для образования экстремальной среды достаточно массы более легких атомных ядер.
Ключевые доказательства существования плазмы
Главным подтверждением образования горячей среды стала потеря энергии быстрыми кварками и глюонами во время прохождения сквозь плазму - эффект "угасания струй".
Коллаборация ATLAS зафиксировала это явление из-за дисбаланса пар частичных струй, возраставшего в лобных столкновениях с большим объемом плазмы.
"Детекторы CMS и LHCb подтвердили угнетение рождения энергичных частиц, причем в системах неон-неон это угнетение оказалось сильнее из-за больших размеров образовавшегося объема плазмы", - рассказали ученые.
Кроме того, детектор ALICE зафиксировал еще одну немаловажную особенность. Частицы, возникавшие после столкновения, двигались не хаотично, а согласованно, будто их захватывал общий поток.
Это свидетельствует о том, что кварк-глюонная плазма ведет себя не как набор отдельных частиц, а как единственное редкое вещество.