Ученые провели революционный эксперимент, который позволил заглянуть в состояние Вселенной в первые секунды после Большого взрыва. Физики смоделировали уникальную среду, воспроизведя условия, которые царили на заре существования космоса.
Об этом сообщает Finway
Исследование кварк-глюонной плазмы на Большом адронном коллайдере
Во время экспериментов на Большом адронном коллайдере физики сталкивали тяжелые ядра атомов почти со скоростью света. В результате таких столкновений на мгновение возникала кварк-глюонная плазма — чрезвычайно горячее вещество с температурой, достигающей триллиона градусов Цельсия. Именно в таком состоянии, по современным представлениям, находилась ранняя Вселенная сразу после Большого взрыва, до формирования протонов, нейтронов и атомов.
Кварки и глюоны — основные составляющие материи — в этой среде выходят за пределы ядер атомов и движутся коллективно, напоминая не газ, а именно горячую жидкость.
«Физики сталкивали тяжелые ядра атомов на Большом адронном коллайдере и обнаружили след, оставленный кварком в плазме с температурой в триллион градусов Цельсия. Этот эксперимент показал, что первичная плазма Вселенной могла быть более “жидкой”, чем предполагалось».
Методика исследования: след кварка в надгорячем веществе
Созданная в лабораторных условиях капля кварк-глюонной плазмы в тысячи раз меньше атома и существует лишь мгновение, но даже за это короткое время в ней происходят процессы, похожие на те, что имели место в ранней Вселенной. Ученые стремились понять, как высокоэнергетические частицы, в частности кварки, ведут себя в этой горячей жидкости и какой след они оставляют.
Теоретически предполагалось, что кварк должен оставлять в плазме заметный след, подобный тому, как лодка рассекает воду. Для того чтобы зафиксировать этот эффект, физики использовали Z-бозон — частицу, которая переносит слабое взаимодействие и почти не реагирует с плазмой. Z-бозон и кварк образовывались одновременно и летели в противоположных направлениях, что позволяло точно определить начальное направление и энергию кварка.
В результате исследователи смогли зафиксировать едва заметный след в первичной плазме и сделать вывод, что через несколько секунд после Большого взрыва вещество во Вселенной могло быть значительно более жидким, чем предполагали ранее. Это открытие имеет важное значение для астрофизики, так как даже самые мощные телескопы не способны наблюдать раннюю Вселенную, которая в первые сотни тысяч лет была непроницаема для света.
