Согласно некоторым современным теориям материя, которая заполняла собой Вселенную в первые моменты времени после Большого Взрыва, находилась в крайне экзотическом состоянии так называемого кваркового «супа», кварково-глюонной плазмы. И недавно группе исследователей удалось получить в лабораторных условиях сверхгорячие и сверхмалые капельки такого кваркового «супа» в лабораторных условиях, что позволило им «оглянуться назад во времени», на самые первые микросекунды спустя момента Большого Взрыва.
Кварк-глюонная плазма
© Javier Orjuela Koop
За счет некоторых уловок ученым удалось получить капельки плазмы, имеющие определенную форму — круга, эллипса и треугольника. Плазма создавалась в недрах большого ускорителя частиц, Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC), который находится в Национальной лаборатории Брукхейвена и который сталкивает протоны и нейтроны, разогнанные до релятивистских скоростей.
Что же именно представляет собой кварково-глюонная плазма? Это — подобное жидкости состояние материи, в котором она может существовать только при очень высоких температурах, значения которых способны «сломать мозг» неискушенному человеку. При таких температурах кварки еще не могут объединиться и сформировать обычные элементарные частицы, такие, как протоны и нейтроны, из которых, в свою очередь, формируются атомы. И такие температуры находятся где-то на отметке в 4 триллиона градусов по шкале Цельсия.
Естественно, что столь высокая температура не может удерживаться самостоятельно долгое время, через короткий промежуток плазма охлаждается и из ее кварков и глюонов формируются обычные элементарные частицы. Но этого короткого промежутка ученым достаточно для изучения материи, находящейся в исконном виде, что дает им возможность изучить самые первые моменты истории Вселенной.
Главным результатом проведенного эксперимента PHENIX является то, что ученым удалось получить достоверные доказательства того, что свойства кварковой плазмы очень близки к свойствам идеальной жидкости, обладающей свойством сверхтекучести — нулевым значением коэффициента вязкости и текущей, за счет этого, в любом направлении без трения и сопротивления. То, что кварковая плазма является идеальной жидкостью, ученые знали достаточно давно, но у них не было никакой уверенности в том, что эти свойства плазмы сохранятся на микроскопическом масштабе.
Именно для подтверждения свойств идеальной жидкости, капелькам кварковой плазмы была придана определенная форма. И если бы плазма не являлась идеальной жидкостью, капельки не смогли бы сохранять приданную им форму достаточно долгое время. Однако, полученные результаты говорят о том, что кварковая плазма всегда является жидкость, даже в самом минимальном количестве. Во время экспериментов форму сохраняли даже капельки плазмы, порожденные столкновением всего нескольких протонов.
В ближайшее время ученые из лаборатории Брукхейвена займутся модернизацией имеющегося у них оборудования эксперимента PHENIX, который после этого получит название sPHENIX. Обновленное оборудование позволит ученым получать еще меньшие капли кварковой плазмы, разогретые до еще большей температуры. Это, в свою очередь, приблизит ученых еще на несколько микро- или пикосекунд ближе к моменту «виртуального» Большого Взрыва и оставит им больше времени для изучения свойств одного из самых экзотических состояний материи.
Статья опубликована в журнале Nature Physics
Источник: dailytechinfo .org
