659
У зіткненнях важких атомних ядер фізики на мить створили надзвичайно гарячу й щільну матерію, схожу на ту, що заповнювала Всесвіт невдовзі після Великого вибуху. Під час аналізу частинок дослідники помітили незвичайну зміну одного з параметрів: замість плавної залежності на графіку з’явився виразний провал, після якого показник знову почав зростати.
Для таких експериментів ядра важких елементів розганяють майже до швидкості світла і зіштовхують. У крихітному об’ємі на надзвичайно короткий час виникає кварк-глюонна плазма — стан матерії, у якому кварки та глюони ще не були зв’язані всередині протонів і нейтронів.
Аномалія може вказувати на критичну точку
Фізики давно припускають, що в діаграмі станів ядерної матерії існує особлива критична точка. Вона має позначати межу, де характер переходу між різними фазами речовини різко змінюється. Знайти її експериментально дуже складно, тому вчені змінюють енергію зіткнень і шукають нестандартні закономірності в потоках утворених частинок.
Несподіваний провал може бути статистичною флуктуацією або наслідком складнішої фізики, не пов’язаної з критичною точкою. Але якщо ефект повториться в більш точних вимірюваннях, він стане важливою підказкою для побудови карти фазових переходів сильно взаємодіючої матерії.
Такі досліди допомагають реконструювати перші мікросекунди космосу
Одразу після Великого вибуху температура Всесвіту була настільки високою, що звичайні протони й нейтрони не могли існувати у нинішній формі. Лише в міру розширення та охолодження кварки об’єдналися у стабільні частинки, з яких згодом сформувалися атомні ядра.
Лабораторні зіткнення не відтворюють сам Великий вибух, але дозволяють перевіряти властивості матерії в близьких за температурою та щільністю умовах. Саме тому навіть невелика аномалія в даних може бути важливою для розуміння того, як ранній Всесвіт перейшов від кварк-глюонної плазми до звичайної матерії.
