|
Материя, образовавшаяся после Большого взрыва
|
|
|
|
Этим летом Большой адронный коллайдер (БАК) получил возможность "глотнуть свежего воздуха". Обычно заполненное пучками протонов, 27-километровое кольцо было переконфигурировано таким образом, чтобы обеспечить первые столкновения кислорода с кислородом и неона с неоном. Первые результаты новых данных, полученных в течение шести дней в ходе экспериментов ALICE, ATLAS, CMS и LHCb, были представлены на конференции "Начальные этапы", проходившей в Тайбэе, Тайвань, 7-12 сентября.
|
|
|
|
Столкновение атомных ядер друг с другом позволяет физикам изучать кварк–глюонную плазму (QGP) - экстремальное состояние материи, которое имитирует условия Вселенной в первые микросекунды ее существования, до образования атомов. До сих пор исследование этого горячего и плотного состояния свободных частиц на БАКЕ основывалось на столкновениях тяжелых ионов (таких как свинец или ксенон), которые максимально увеличивают размер образующейся капли плазмы.
|
|
|
|
Столкновения между более легкими ионами, такими как кислород, открывают новые возможности для изучения QGP, позволяя лучше понять его характеристики и эволюцию. Они не только меньше, чем у свинца или ксенона, что позволяет лучше исследовать минимальный размер ядер, необходимых для создания QGP, но и имеют менее правильную форму. Например, ядро неона, по прогнозам, будет вытянутым, как кегля для боулинга — картина, которая теперь стала более четкой благодаря новым результатам, полученным на БАК.
|
|
|
|
Эксперименты были сосредоточены на измерении тонких закономерностей в углах и направлениях движения частиц, вылетающих наружу по мере расширения и охлаждения капли QGP, которые вызваны небольшими искажениями в первоначальной зоне столкновения.
|
|
|
|
|
|
|
Примечательно, что эти модели "течения" могут быть описаны с использованием тех же расчетов гидродинамики, которые используются для моделирования повседневных жидкостей, что позволяет исследователям исследовать как свойства QGP, так и геометрию сталкивающихся ядер. Точные предсказания модели позволяют более точно исследовать течение при столкновениях кислород–кислород и неон–неон, чем при столкновениях протон–протон и протон–свинец.
|
|
|
|
Компания ALICE, специализирующаяся на изучении QGP, а также эксперименты общего назначения ATLAS и CMS измерили значительные эллиптические и треугольные потоки при столкновениях кислород-кислород и неон–неон и обнаружили, что они сильно зависят от того, являются ли столкновения скользящими или лобовыми. Уровень согласия между теорией и данными сопоставим с тем, который был получен при столкновении более тяжелых ионов ксенона и свинца, несмотря на гораздо меньший размер системы.
|
|
|
|
Это дает убедительные доказательства того, что поток при столкновениях кислород–кислород и неон–неон определяется геометрией ядра, поддерживая структуру ядра неона в виде кегли для боулинга и демонстрируя, что гидродинамический поток прочно возникает в системах столкновений на БАКЕ.
|
|
|
|
Дополнительные результаты, представленные на прошлой неделе коллаборацией LHCb, подтверждают форму ядра неона, напоминающую кеглю. Результаты основаны на столкновениях свинец–аргон и свинец–неон в конфигурации с фиксированной мишенью, с использованием данных, полученных в 2024 году с помощью аппарата SMOG. Коллаборация LHCb также приступила к анализу данных о столкновениях кислорода с кислородом и неона с неоном.
|
|
|
|
"В совокупности эти результаты позволяют по-новому взглянуть на структуру ядра и на то, как возникла материя после Большого взрыва", - говорит директор ЦЕРНа по исследованиям и вычислительной технике Йоахим Мних.
|
|
|
|
Источник
|
