Исследователи смогли изучить первозданную плазму ранней Вселенной, заполнявшую космос через мгновения после Большого взрыва. Результаты подтвердили гипотезу о расширяющейся системе кварков даже при малом размере столкновений.
Воссоздание условий ранней Вселенной
В первые доли секунды после Большого взрыва Вселенная была заполнена горячей и плотной плазмой. Ее называют кварк-глюонная. На почти 27-километровом кольцевом ускорителе частиц под Французскими Альпами, ученые ЦЕРН смогли воссоздать это состояние материи. Для этого использовались столкновения атомных ядер железа, разогнанных до скоростей, близких к скорости света. Эксперимент получил название ALICE (A Large Ion Collider Experiment). Его результаты были опубликованы в журнале Nature Communications.
Команда ALICE получила новую информацию о кварк-глюонной плазме, обнаружив закономерность, характерную для трех типов столкновений: протонов друг с другом, протонов с ядрами свинца и самих ядер свинца.
Анизотропный поток и слияние кварков
Одной из характерных особенностей кварк-глюонной плазмы является то, что частицы испускаются не равномерно, а в предпочтительном направлении.
Ученые называют это явление анизотропным потоком. На средних скоростях анизотропный поток частиц зависит от количества кварков, из которых они состоят. Барионы, состоящие из трех кварков, демонстрируют более сильный поток, чем мезоны, состоящие из двух кварков. Ученые предполагают, что это связано с процессом слияния кварков при образовании более крупных частиц.
Когда исследователи впервые начали сталкивать протоны на БАК, существовала теория, что такие столкновения будут слишком слабыми для генерации кварк-глюонной плазмы. Однако недавно в этих небольших столкновениях были обнаружены признаки этой первозданной материи.
Результаты исследования и проверка моделей
Координатор физических исследований эксперимента ALICE Дэвид Добригкейт Чинеллато заявил, что ученые впервые увидели такую картину в столкновениях протонов, где рождается необычно много частиц. Наблюдения проводились на протяжении длительного интервала импульса и для множества различных видов частиц. Результаты подтверждают гипотезу о наличии расширяющейся системы кварков даже при малом размере системы столкновений.
Команда ALICE сравнила полученные данные с моделями образования кварк-глюонной плазмы и обнаружила, что характер потока точно соответствует моделям, учитывающим слияние кварков при образовании барионов и мезонов. Модели без такого слияния не смогли воспроизвести наблюдаемую картину.
VK
OK
Telegram
Дзен