Физици от Брукхейвън Националната лаборатория в Ню Йорк проведоха експеримент, при който сблъскаха златни ядра с почти светлинна скорост. Резултатите от тези сблъсъци разкриха неочаквани модели в поведението на частиците, които могат да предоставят нова информация за начина, по който горещата супа от кварки и глуони, запълваща Вселената след Големия взрив, се е кондензирала в протони и неутрони.
Откритията, публикувани на 22 септември в списание Physical Review Letters, предизвикват интерес сред учените, тъй като показват потенциална връзка с дълго търсения „критичен пункт“ в поведението на ядрена материя.
Сблъсъци на златни ядра и нови открития
В експеримента, проведен в Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC), физиците анализираха около 1 милиард сблъсъка на златни ядра при енергии между 3 и 7.7 гигаелектронволта (GeV). При тези сблъсъци, частиците бяха изхвърляни странично, а изследователите забелязаха, че средната сила на изхвърляне варира в зависимост от енергията на сблъсъка. Вместо да се променя плавно, вариациите показаха неочаквано потъване, което може да е сигнал за критичен пункт в поведението на ядрена материя.
Този критичен пункт е важен за разбирането на начина, по който ядрена материя преминава от едно състояние в друго. Според изследователите, откритията могат да помогнат за разкриването на основните правила, управляващи материята при екстремни условия, подобно на тези в ядрото на неутронни звезди.
Какво представлява критичният пункт?
Критичният пункт е концепция, която описва условията, при които ядрена материя променя начина, по който се трансформира. При много високи температури, материята плавно преминава в кварк-глуонна плазма, но при по-високи плътности, трансформацията може да стане рязка. Изследователите смятат, че откритият модел на потъване в данните може да е индикатор за такъв критичен пункт, който е дълго търсен от теоретиците.
Според Рутник Маникадхан, съавтор на изследването, подобни открития са от значение не само за физиката, но и за космологията, тъй като помагат за разбирането на еволюцията на Вселената от горещата супа от кварки и глуони до протоните и неутроните, които съставят всичко около нас.
Следващи стъпки в изследванията
Следващата стъпка за изследователите е да използват получените корелации, за да извлекат специфичната топлинна капацитет на горещата материя и да я сравнят с компютърни симулации, които изчисляват поведението на кварките и глуоните. Те също така планират да тестват откритията си срещу теоретични модели и да комбинират резултатите с други измервания, като флуктуации в броя на произведените протони при сблъсъците. Изследователите подчертават, че само когато различни измервания съвпадат, можем да бъдем уверени в съществуването на критичен пункт.
Откритията от експеримента с колайдер за частици предоставят нова перспектива за разбирането на ранната Вселена и трансформацията на материята. Въпреки че сигналът за критичен пункт е все още само намек, той отваря нови възможности за изследвания и теоретични разработки в областта на физиката на частиците.
Кредити за изображения
- Фото: Valerie A. Lentz/Brookhaven National Laboratory
- Фото: Brookhaven National Laboratory
