Най-мощният ускорител на частици в света, Големият адронен колайдер, позволи на изследователите да разберат по-добре условията, които са съществували непосредствено след Големия взрив. Това включва кварк-глюонната плазма - ултрагорещото и ултраплътно състояние на материята, което е изпълвало Вселената в първите моменти от нейното съществуване. Това съобщава Space.com.
Това състояние се образува при екстремни температури и плътности, когато кварките и глуоните – съставните частици на протоните и неутроните, са несвързани. Физиците възпроизвеждат този тип материя в лаборатория, използвайки ускорители на частици.
Нова теория за Големия взрив
Като част от експеримента ALICE, изследователите сблъсквали частици с почти светлинна скорост. По-конкретно, те сблъсквали протони, протони с оловни ядра и дори самите оловни ядра.
Изследване подкрепя вековна теория, която оспорва Големия взрив
Преди се смяташе, че кварк-глюонната плазма възниква само по време на сблъсъци на тежки ядра. Нови наблюдения обаче показват, че признаци на това състояние на материята могат да бъдат открити и в по-малки системи по време на сблъсъци протон-протон и протон-олово.
Ключово наблюдение беше постоянният модел в поведението на частиците при различни видове сблъсъци. Учените наблюдаваха това, което е известно като анизотропен поток – при който частиците се разпръскват не равномерно, а преференциално в определени посоки.
При средни скорости този поток зависи от броя на кварките в частицата. Барионите, съставени от три кварка, показват по-силен поток от мезоните, съставени от два кварка. Изследователите отдават това на процеса на агрегиране на кварките в по-големи частици.
Големият взрив е мит. Вселената няма нито начало, нито край – според противоречива теория
В ново проучване екипът на ALICE измери този поток за различни видове частици, получени по време на сблъсъци. Оказа се, че дори при взаимодействия с по-малък мащаб, барионите имат по-силен поток, докато мезоните имат по-слаб, което е в съответствие с резултатите, получени при по-интензивни сблъсъци.
„Това е първият път, когато наблюдаваме подобен модел на потока в подмножество от сблъсъци на протони, които произвеждат изключително голям брой частици, за голям диапазон от импулси и за няколко вида“, отбелязва координаторът по физика на експеримента, Дейвид Добригкайт Чинелато. Той добавя, че резултатите потвърждават, че разширяваща се кваркова система съществува дори при малки сблъсъци.
Получените данни бяха сравнени с теоретични модели за образуване на кварк-глюонна плазма. Модели, които отчитат сливането на кварки по време на образуването на частици, възпроизвеждат добре наблюдаваната картина. Подходите, които не отчитат този процес, обаче не успяха да обяснят резултатите.
Въпреки това, дори най-точните модели все още не описват напълно всички характеристики на потока от частици. Изследователите отбелязват, че остават някои несъответствия, които изискват по-нататъшно проучване.
Учените очакват, че новите експерименти, по-специално сблъсъците на кислородни ядра, ще помогнат за запълване на празнините между различните видове сблъсъци и ще осигурят по-задълбочено разбиране на природата на кварк-глюонната плазма.
Прочетете също: Откритие пренаписва историята на Вселената: Първичната светлина не съществува, какво изобщо виждаме?
