Исследователи европейской организации ядерных исследований CERN, сталкивая ядра атомов свинца, разогнанных до очень большой энергии в недрах Большого Адронного Коллайдера, воссоздали в миниатюрных масштабах условия, существовавшие во Вселенной в самый первый момент ее зарождения, спустя несколько миллиардных долей секунды после момента Большого Взрыва.
Энергия столкновения была столь велика, что в месте столкновения все элементарные частицы распались и образовалась так называемая кварково-глюонная плазма, а характеристики и энергетические показатели этой плазмы были измерены с очень высокой точностью с помощью датчиков эксперимента ALICE учеными из Института Нильса Бора университета Копенгагена.
Следует отметить, что данный случай является своего рода рекордом, атомы свинца были разогнаны до рекордной энергии, составившей 5.02 ТэВ (тераэлектронвольт).
Измерения, сосредоточенные на установлении значений групповых параметров кварково-глюонной плазмы, показали, что материя в этом состоянии ведет себя более подобно жидкости, нежели газу даже при столь высоком уровне плотности энергии. Новые измерения позволили получить значения корреляции между многими частицами плазмы, что, в свою очередь, позволило вычислить с большой точностью параметры, такие, как вязкость, экзотической жидкости, которую ученые называют “исконным супом”.
Новый метод, используемый для проведения измерений, гораздо сложней, нежели методы, использованные учеными ранее. Два ядра атома свинца сталкиваются не лоб в лоб, а немного сместившись друг относительно друга. В результате этого получается не сферическое облако кварково-глюонной плазмы, а облако, имеющее форму, напоминающую форму мяча для регби. Благодаря этому в этой чрезвычайно горячей “капельке” исконной жидкости возникают перепады давления, которые стимулируют процессы неравномерного расширения и возникновения в ней потоков. Все эти неравномерности как раз и позволяют с высокой точностью измерить параметры плазмы и определить силы взаимодействия между ее частицами.
“В экспериментах нам удалось воссоздать частичку самой ранней Вселенной. Радиус этой частички равен миллионной из одной миллиардной доли метра” – рассказывает Йенс Йорген Гардхье (Jens Jorgen Gaardhoje), профессор из Института Нильса Бора и глава научной группы эксперимента ALICE, – “Измеренные нами параметры кварково-глюонной жидкости полностью совпадают с тем, что определяется физическими законами гидродинамики, теорией, описывающей природу и свойства вязких жидкостей. Все это указывает на то, что кварково-глюонная плазма является жидкостью, но это очень экзотический вид жидкости, так как она не состоит из молекул, как вода, а состоит из глюонов и кварков”.