Когда Вселенная была жидкостью: Большой адронный коллайдер вернул нас к началу времён

Учёным удалось заглянуть в прошлое Вселенной и увидеть, как выглядело вещество в первые мгновения после Большого взрыва. Команда физиков ЦЕРН зафиксировала поведение кварк-глюонной плазмы — состояния материи, существовавшего миллиарды лет назад. И, как выяснилось, она вела себя не как газ, а как настоящая жидкость. Об этом сообщает Planet Today.

Следы в первичном бульоне

Кварк-глюонная плазма образуется при столкновении тяжёлых ионов, разогнанных до почти световой скорости. В такие мгновения кварки и глюоны, обычно "запертые" в протонах и нейтронах, высвобождаются, создавая сверхгорячую и плотную среду — аналог условий, существовавших в первые микросекунды после рождения Вселенной.

Физики уже предполагали, что подобная плазма должна вести себя как жидкость, создавая волны при прохождении через неё частиц. Однако подтвердить это напрямую долгое время не удавалось.

"Мы видим, как пролетающие кварки оставляют за собой волновые следы — словно лодка на поверхности воды", — говорится в сообщении исследователей ЦЕРН.

Прорыв, изменивший представление

Ранее специалисты анализировали плазму, наблюдая пары кварков и антикварков, разлетающихся в разные стороны. Но их следы накладывались друг на друга, и распознать источник волн было невозможно. Решение предложили физики Массачусетского технологического института: они "пометили" кварки с помощью Z-бозонов — нейтральных частиц, почти не взаимодействующих с плазмой.

Это позволило точно определить направление движения кварка и наблюдать за изменениями в противоположной стороне. Такой подход стал ключом к разгадке поведения древней материи.

Когда теория становится реальностью

Исследователи проанализировали данные 13 миллиардов столкновений тяжёлых ионов. Из этого массива они выбрали около 2000 событий, сопровождавшихся появлением Z-бозона. Детальный анализ энергетических следов показал характерные всплески и завихрения в плазме — именно такие, какие предсказывали теоретические модели.

Картина идеально совпала с расчётами физика Кришны Раджагопала из МТИ, предполагавшего, что кварк-глюонная плазма обладает свойствами сверхплотной жидкости. Эти наблюдения стали первым прямым подтверждением его теории и одним из важнейших достижений современной ядерной физики.

Плазма, из которой родилась Вселенная

Новые результаты доказывают: кварк-глюонная плазма не просто горячая смесь частиц, а плотная и текучая среда, способная замедлять движение кварков и создавать "брызги" и волны. Это открытие помогает учёным глубже понять, как из первичного вещества постепенно формировались протоны, нейтроны и, в конечном итоге, атомы.

Исследование не только подтверждает фундаментальные модели физики, но и открывает путь к более точным экспериментам. Учёные планируют использовать новые методы для изучения структуры материи в экстремальных условиях, приближаясь к пониманию того, как из хаоса родился упорядоченный космос.