Теория Большого взрыва: все родилось из жидкости

В США завершен цикл экспериментов, целью которых является повторение условий, близких к первым мгновениям после Большого взрыва.

Считается, что наша вселенная появилась 14 млрд лет назад при так называемом «Большом взрыве». В этот момент все вещество было сконцентрировано в одной точке, из которой стал расширяться огромный массив фундаментальных частиц с выделением огромной температуры и энергии. Процесс длится по сей день.

В течение нескольких микросекунд после Большого взрыва существовала супер-жидкость с температурой около 5,5 млрд градусов Цельсия (среда, которая в 100 тысяч раз горячее, чем внутреннее пространство Солнца). Она содержала строительные блоки для всей материи. Эта жидкость получила название «кварк-глюонной плазмы (QGP). Кварки – это фундаментальные частицы, глюоны – «то, что кварки используют для общения друг с другом».

Ученые многократно пытались повторить обстоятельства Большого взрыва, сталкивая тяжелые ионы золота почти со скоростью света. Помимо невероятной сложности достижения подобного состояния материи, важно достоверно зафиксировать возникновение кварк-глюонной плазмы. На основе экспериментов составлены подробные диаграммы фазовых переходов в зависимости от температуры и давления, а также квантовая хромодинамика, дающая представление о силах взаимодействия между протонами, которые стабилизируют атомные ядра химических элементов. Особый интерес ученых вызывает пограничное состояние, при котором кварк-глюонная плазма переходит в нормальную материю.

Описанная работа проведена на релятивистском коллайдере тяжелых ионов в Национальной лаборатории Брукхейвена (США). Ученые планируют продолжить исследования в марте 2019 года.

Источник: phys.org