Трое физиков из США, Канады и Германии опубликовали работу,
описывающую поведение кварк-глюонной плазмы, образующейся при
столкновении частиц в экспериментах на коллайдерах и существовавший в
первые микросекунды жизни Вселенной. Им удалось рассчитать, что
попадающий в сгусток плазмы протон или иная частица создает ударную
волну, аналогичную ударным волнам от сверхзвуковых самолетов в воздухе.
Кварк-глюонная плазма является на сегодняшний день самым
экстремальным состоянием вещества. Если обычная плазма образуется
тогда, когда энергия достаточна для отрыва электронов от атомов, то
кварк-глюонная плазма характеризуется на порядки большей энергией. При
температурах в триллионы градусов, которые возникают при столкновении
пучков с околосветовой скоростью, составляющие протоны и нейтроны
кварки образуют вместо отдельных частиц каплевидный сгусток. Так как в
сгустке помимо кварков представлены и связывающие их глюоны, это
состояние носит название кварк-глюонной плазмы. Подобное состояние материи существовало лишь в первую
микросекунду после Большого Взрыва - и в начале 2000-х годов физики
сообщили о том, что эту "первоматерию" удалось получить на
релятивистком ускорителе тяжелых ионов (RHIC) в США.
Ученые рассчитали, что при попадании в такую плазму движущейся
частицы возникает ударная волна, схожая с ударной волной от
пролетающего со сверхзвуковой скоростью предмета в обычном газе. В
статье, опубликованной в журнале Physical Review C и
пересказанной на сайте PhysOrg.com, приводятся результаты и численного
моделирования, хорошо согласующиеся с экспериментальными данными
коллайдера на тяжелых ионах.
Полученные данные свидетельствуют о том, что, несмотря на
сверхвысокую температуру, кварк-глюонная плазма во многом схожа с
обычным веществом и может быть описана с использованием уравнений
гидродинамики. По словам Брайна Ньюфилда, одного из авторов работы, это
позволяет использовать методы обычной акустики для изучения
кварк-глюонной плазмы. Что, в свою очередь, помогает более точно
описать как наблюдаемые в ускорительных экспериментах явления, так и
первые микросекунды жизни Вселенной.
- The Relativistic Heavy Ion Collider makes some noise Источник http://lenta.ru/ |