Жидкая Вселенная: Раскаленная и текучая
К такому выводу пришли ученые, сталкивая на огромных скоростях ядра атома свинца лоб в лоб на Большом Адронном Коллайдере и анализируя результаты столкновения с помощью детектора ALICE. Именно таким образом они воспроизвели условия, существовавшие на ранних этапах жизни Вселенной, в том числе и температуру выше 10 трлн. градусов, когда материя существует в форме кварк-глюонной плазмы. Лишь впоследствии, когда мироздание начало остывать, кварки и глюоны стали составляющими обычных нейтронов и протонов.
До сих пор множество теоретических построений показывали, что поведение частиц при подобных условиях скорее должно напоминать раскаленный газ, так что находка стала довольно неожиданной для специалистов.
Еще одним сюрпризом явилась плотность субатомных частиц, порожденных столкновением. Ведь полагается, что существует определенный предел, ограничивающий число глюонов (частиц-переносчиц взаимодействия кварков), которые можно разместить в заданном объеме. Но миниатюрный Большой взрыв, проведенный в коллайдере, породил намного больше частиц, чем рассчитывали ученые. Так что если этот предел действительно существует, даже на БАКе невозможно столкнуть частицы настолько сильно, чтобы они настолько сблизились, что этот предел будет достигнут.
А ведь мы добрались до максимума энергий, который пока что доступен человечеству, и он в 13 раз выше сходных экспериментов, поставленных в BNL в 2005 г., когда, сталкивая ядра атомов золота, ученые также получали кварк-глюонную плазму. Именно тогда впервые было показано, что ведет себя она почти как идеальная жидкость с нулевой вязкостью.
С тех пор предполагалось, что если мы сумеем достичь более высоких энергий столкновения и измерим вязкость (внутреннее трение между слоями) получившейся плазмы, она будет соответствовать показателям газа, а не жидкости. Ничего подобного: эксперимент ALICE показал, что она течет в точности, как и положено жидкости при таких условиях.
Впрочем, не стоит торопиться переписывать картину ранней Вселенной. По словам Джона Эллиса (John Ellis), одного из работающих на БАКе ученых, «результаты очень впечатляют, но это только начало (...) найти свидетельства в пользу "газовой сущности" кварк-глюонной плазмы крайне непросто — возможно, она была, все-таки, газом, но по мере первых шагов охлаждения стала вести себя на манер жидкости».
Напомним, что популярно обо всем, что связано с БАКом, мы рассказывали в статье «Пока не случился БАК».
По пресс-релизу University of Birmingham