Науковці отримали свіжі докази того, що специфічний характер потоку частинок, які утворюються під час зіткнень важких іонів на Великому адронному колайдері (ВАК), є проявом їхньої колективної поведінки.
Читайте також:
«Око Бога» в об'єктиві Джеймса Вебба. Як знімок туманності Равлик пророкує фінал Сонячної системи Результати вимірювань демонструють, що розподіл частинок визначається градієнтами тиску. Ці перепади виникають через екстремальні умови зіткнення, які фактично відтворюють стан Всесвіту в перші миті після Великого вибуху, пише Іnteresting Еngineering.
«Попередні вимірювання, які вказали на колективний характер руху частинок після зіткнення важких іонів, стали ключовим моментом у відкритті кварк-глюонної плазми на Релятивістському колайдері важких іонів (RHIC)», — пояснює Цзянйон Цзя. Він працює фізиком в Університеті Стоуні-Брук та Брукхейвенській національній лабораторії, на базі якої RHIC діє як дослідницька установка Міністерства енергетики США. Цзя проводить експерименти як на RHIC, так і на ВАК, і саме він очолив новий аналіз даних детектора ATLAS.
«Нові результати ATLAS не лише підтверджують рідиноподібну природу кварк-глюонної плазми, а й відкривають дещо нове. Річ у тім, що досліджуваний нами „радіальний“ потік має інше геометричне походження, ніж вивчений раніше „еліптичний“. До того ж він чутливий до зовсім іншого типу в’язкості в цій рідинній системі».
Висновки команди ATLAS підкріплюються даними з іншого детектора ВАК — ALICE. Там науковці проаналізували аналогічні зіткнення, використовуючи взаємодоповнювальні методи. Згідно з прес-релізом, результати колаборації ALICE опубліковані в тому ж випуску журналу Physical Review Letters.
«У певному сенсі вимірювання цього радіального потоку дописують фінал історії, що розпочалася в ту саму хвилину, коли запрацював RHIC», — коментує Пітер Стейнберг, ще один фізик із Брукхейвенської лабораторії та співавтор статті ATLAS, який досліджував зіткнення на обох колайдерах.
Найперші дані з RHIC, оприлюднені ще 2001 року, виявили залежність характеру руху частинок від напрямку (йдеться про зіткнення іонів золота, що імітують Великий вибух). Вчені зафіксували еліптичну картину:
вздовж площини реакції, що визначається напрямком двох іонів при зіткненні, вилітало більше частинок, ніж перпендикулярно до неї.
Фізики з RHIC висунули гіпотезу, що такий еліптичний потік зумовлений формою області перекриття, яка нагадує м’яч для регбі (або диню) і виникає при нецентральному зіткненні сферичних іонів золота. Асиметричні перепади тиску в цій довгастій вогняній кулі виштовхували більше частинок вздовж її «пояса», ніж у напрямку гострих кінців.
Така колективна поведінка спершу стала несподіванкою. Вона вказувала на те, що кварки й глюони продовжують інтенсивно взаємодіяти навіть після звільнення зі свого звичного «ув’язнення» всередині протонів і нейтронів. Еліптичний потік був настільки вираженим, що фізики охрестили його джерело «ідеальною рідиною» — субстанцією, що майже не має тертя і вирізняється надзвичайно низькою зсувною в’язкістю.
Читайте також:
Межа точності. Фізики виявили фундаментальну похибку в самому плині часу
