На Большом адронном коллайдере получены самые маленькие капли в мире
Физики создали в лабораторных условиях самые маленькие в мире капли жидкости – размером в три-пять протона, сообщает Science World Report. Это примерно одна стотысячная величины атома водорода, или одна стомиллионная часть вируса. Полученные капли на самом деле «текут», то есть ведут себя как кварк-глюонная плазма – состояние вещества очень высокой плотности и температуры, которое, предположительно, имело место первые мгновения после Большого Взрыва.
Ученые даже не могли просто увидеть эти капли – для детектирования их потребовался дополнительный эксперимент. Свидетельства их существования были получены после столкновения протонов с ионами свинца на скорости, приближенной к скорости света.
«Это открытие проливает свет на происхождение коллективного поведения. Вне зависимости от того, какой материал мы используем, столкновения должны быть достаточно мощными, чтобы произвести около 50 элементарных частиц – прежде чем мы сможем наблюдать коллективное поведение частиц, похожее на поток», - рассказывает Джулия Велковска (Julia Velkovska), одна из исследователей.
В начале 2000-х ученые уже пытались воссоздать кварк-глюонную плазму, сталкивая ядра золота на релятивистском коллайдере тяжёлых ионов (Relativistic Heavy Ion Collider , RHIC). Они ожидали, что плазма поведет себя как газ, но выяснилось, что она больше похожа на жидкость. Ученые повторили эксперимент на Большом адронном коллайдере, сталкивая ядра свинца – и тоже получили доказательства плазмы.
«Столкновение протонов и свинца похоже на стрельбу пулями по яблоку, а столкновение ядер свинца – это скорее как ударять двумя яблоками друг об друга. Так выделяется гораздо больше энергии», - сообщила Велковска.
Для объяснения полученных результатов исследователи создали две модели, и теория «капель плазмы» - лучшая из них. Более того, новые данные заставили авторов второй теории (модели «конденсата цветового стекла», объясняющей поведение плазмы свойствами глюонов) включить в нее гидродинамические эффекты. То есть, обоим моделям придется рассматривать плазму как множество жидких капель.
Данные исследования опубликованы в журнале Physical Review.
Артём Космарский nauka21vek.ru