В начале существования Вселенная была раскаленной смесью кварков и глюонов, образующей кварк‑глюонную плазму. За миллионные доли секунды она остыла, и из этих частиц возникли протоны, нейтроны и другие фундаментальные частицы.
Ученые в ЦЕРНе на Большом адронном коллайдере воссоздают эту плазму, сталкивая тяжелые ионы на скоростях, близких к скорости света. Недавно исследователи из ЦЕРН и Массачусетского технологического института обнаружили, что кварки в плазме оставляют вихревые следы — как утка на воде. Это доказало, что кварк‑глюонная плазма ведет себя как связанная жидкость, а не хаотичный набор частиц.
Для наблюдений использовались данные детектора CMS. Ученые анализировали редкие события, где вместе с кварком рождается Z-бозон — частица, которая почти не взаимодействует с плазмой и указывает направление движения кварка. Это позволило «очистить» сигнал и увидеть влияние одного-единственного кварка.
Из 13 млрд столкновений исследователи нашли около 2000 таких случаев и зафиксировали картину вихревых возмущений в плазме. Их форма и масштаб совпали с теоретическими моделями.
Работа, опубликованная в журнале Physics Letters B, показала, что кварк-глюонная плазма действительно течет почти без трения и реагирует на движение частиц как настоящая жидкость. Это дает физикам новый инструмент для изучения ранних состояний материи и условий, существовавших сразу после Большого взрыва.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что разработка российских физиков улучшит работу ускорителей частиц.
