Новости науки
Первое прямое доказательство жидкой природы кварк-глюонной плазмы
Международная группа физиков, работающих в ЦЕРН на Большом адронном коллайдере (БАК), впервые получила прямое экспериментальное доказательство того, что кварк-глюонная плазма – состояние материи, существовавшее в первые микросекунды после Большого взрыва, – ведет себя как единая сверхплотная жидкость. Исследователи во главе с профессором Массачусетского технологического института (Massachusetts Institute of Technology – MIT) Йен-Джи Ли наблюдали четкие следы, который оставляет за собой кварк, движущийся сквозь эту «первобытную жидкость».
Кварк-глюонная плазма (КГП) – это триллионноградусная «суповая» субстанция из свободных кварков и глюонов, которые являются фундаментальными строительными блоками всей видимой материи. Ее воссоздают на БАК, сталкивая тяжелые ионы (например, ядра свинца) на околосветовых скоростях. Полученные капли плазмы живут невероятно короткое время, и ранее прямой реакции этой экзотической материи на пролетающие сквозь нее частицы наблюдать не удавалось.
Прорыв обеспечила новая методика: вместо поиска пар «кварк-антикварк», чьи следы могли перекрывать друг друга, команда сосредоточилась на редких событиях столкновений, в которых рождались два объекта: один кварк с высокой энергией и Z-бозон – нейтральная частица, почти не взаимодействующая с окружающей плазмой. Z-бозон служил идеальным маркером, указывающим направление, в котором должен был лететь кварк. Проанализировав энергию вокруг траектории Z-бозона, ученые обнаружили характерную картину «всплесков» и «завихрений» плазмы в строго противоположном направлении. Этот «след» и является прямым свидетельством того, что одиночный кварк, как объект в вязкой жидкости, тормозится и взаимодействует с плазмой как с целым, заставляя ее «плескаться».