Учені здійснили революційний експеримент, який дозволив зазирнути у стан Всесвіту в перші секунди після Великого вибуху. Фізики змоделювали унікальне середовище, відтворивши умови, що панували на зорі існування космосу.
Про це розповідає Finway
Дослідження кварк-глюонної плазми у Великому адронному колайдері
Під час експериментів у Великому адронному колайдері фізики зіштовхували важкі ядра атомів майже зі швидкістю світла. У результаті таких зіткнень на мить виникала кварк-глюонна плазма — надзвичайно гаряча речовина з температурою, що сягає трильйона градусів Цельсія. Саме в такому стані, за сучасними уявленнями, перебував ранній Всесвіт відразу після Великого вибуху, до формування протонів, нейтронів і атомів.
Кварки та глюони — основні складові матерії — у цьому середовищі виходять за межі ядер атомів і рухаються колективно, нагадуючи не газ, а саме гарячу рідину.
“Фізики зіштовхували важкі ядра атомів на Великому адронному колайдері і виявили слід, залишений кварком у плазмі з температурою в трильйон градусів Цельсія. Цей експеримент показав, що первинна плазма Всесвіту могла бути більш “рідкою”, ніж передбачалося”.
Методика дослідження: слід кварка у надгарячій речовині
Створена в лабораторних умовах крапля кварк-глюонної плазми у тисячі разів менша за атом і існує лише мить, але навіть за цей короткий час у ній відбуваються процеси, схожі на ті, що відбувалися у ранньому Всесвіті. Вчені прагнули зрозуміти, як високоенергетичні частинки, зокрема кварки, поводять себе у цій гарячій рідині та який слід вони залишають.
Теоретично передбачалося, що кварк має залишати в плазмі помітний слід, подібний до того, як човен розтинає воду. Для того, щоб зафіксувати цей ефект, фізики використали Z-бозон — частинку, яка переносить слабку взаємодію і майже не реагує з плазмою. Z-бозон і кварк утворювалися одночасно та летіли у протилежних напрямках, що дозволяло точно визначити початковий напрям і енергію кварка.
У результаті дослідники змогли зафіксувати ледве помітний слід у первинній плазмі та зробити висновок, що через кілька секунд після Великого вибуху речовина у Всесвіті могла бути значно більш рідкою, ніж припускали раніше. Це відкриття має важливе значення для астрофізики, оскільки навіть найпотужніші телескопи не здатні спостерігати ранній Всесвіт, який у перші сотні тисяч років був непроникним для світла.
