Капли идеальной жидкости из света? Новое открытие в Большом Адронном Коллайдере

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com

В недрах Большого адронного коллайдера, этого гиганта современной науки, скрывается тайна, способная перевернуть наши представления о материи. Ученые, работающие с потоками субатомных частиц, столкнулись с невероятным феноменом: возможно, столкновения фотонов, частиц света, с тяжелыми ионами приводят к образованию микроскопических капель кварк-глюонной плазмы.

Эта плазма, представляющая собой экзотическое состояние материи, существовала лишь в первые мгновения после Большого взрыва. Сегодня ее можно получить в лабораторных условиях, сталкивая тяжелые ионы, например, свинца или золота, на огромных скоростях. При этом высвобождается колоссальная энергия, достаточная для того, чтобы «расплавить» протоны и нейтроны, освободив составляющие их кварки и глюоны. В результате образуется кварк-глюонная плазма — жидкость, обладающая практически нулевой вязкостью, близкая к идеальной.

Кварк-глюонная плазма в БАК, вольная интерпретация
Кварк-глюонная плазма в БАК, вольная интерпретация
Автор: ИИ Copilot Designer//DALL·E 3 Источник: www.bing.com

Однако новое открытие ставит под сомнение наши представления о необходимой для этого энергии. Ведь фотоны, хоть и обладают энергией, но ее значительно меньше, чем у тяжелых ионов. Представьте себе бросок спички в айсберг: разве можно ожидать, что он растопит хотя бы малую его часть? Казалось бы, энергии фотонов недостаточно, чтобы разрушить связи внутри ядер и высвободить кварки и глюоны.

Тем не менее, экспериментальные данные, полученные на БАК, свидетельствуют об обратном. При столкновениях фотонов с ионами свинца наблюдается характерный эллиптический рисунок распределения частиц, который является отличительной чертой кварк-глюонной плазмы.

Объяснение этого парадокса может скрываться в глубинах квантовой физики. Согласно ей, два фотона могут взаимодействовать и порождать кварк и антикварк. Прежде чем аннигилировать, они могут образовывать нестабильную промежуточную частицу — ро-мезон. Именно столкновение ро-мезона с ионом свинца, возможно, и приводит к образованию кварк-глюонной плазмы.

Схематическое изображение области взаимодействия, образовавшейся в первые мгновения после столкновения тяжелых ионов с высокими энергиями в ускорителе
Схематическое изображение области взаимодействия, образовавшейся в первые мгновения после столкновения тяжелых ионов с высокими энергиями в ускорителе
Автор: By AlekseyfromMSU — Own work, CC BY-SA 4.0 Источник: commons.wikimedia.org

Для подтверждения этой гипотезы теоретики разрабатывают сложные математические модели, основанные на гидродинамике. Предварительные результаты показывают, что моделирование таких столкновений дает результаты, согласующиеся с экспериментальными данными.

Это открытие имеет огромное значение для понимания фундаментальных законов природы. Оно позволяет предположить, что кварк-глюонная плазма может образовываться не только в экстремальных условиях первых мгновений Вселенной, но и в результате столкновений частиц света с тяжелыми ионами. Это открывает новые возможности для изучения этого экзотического состояния материи и позволяет нам приблизиться к разгадке тайны происхождения Вселенной.

Дальнейшие исследования на БАК и других ускорителях, таких как RHIC и строящийся электрон-ионный коллайдер, позволят получить более точные данные и подтвердить или опровергнуть эту гипотезу. Впереди нас ждет захватывающее путешествие в мир субатомных частиц, где свет, возможно, способен порождать идеальную жидкость — ключ к пониманию самых ранних этапов эволюции Вселенной.

13 комментариев

Добавить комментарий

a
Новосибирцы еще в 80-х проектировали фотон-фотонные и фотон-электронные коллайдеры. У таких процессов сечения много выше, чем у обычных электрон-позитронных или кварковых столкновений.
658968600@vkontakte
Если отталкиваться от простого, есть спичка и есть 'охотничья' спичка, горение, а соответственно выделяемая энергия у них разные… Нужно искать разницу силы взаимодействия столкновения в изначальном состоянии частиц, сил на них влияющих во время эксперимента и расчётной итоговой при столкновении.
a
С силами в ускорителях никто не работает. Детекторы ловят энергии, импульсы (векторы, то есть с направлениями) и заряды.
H
Вселенную создал Аллах. Тему можно закрывать.
S
Меня до сих пор удивляет, что такой зоопарк частиц считается нормой, а не просчетом теории. Напоминает эпициклы. И к этим частицам еще свое отдельное поле. Ну как так то ученые? Я люблю науку, но видно же что сова на глобусе.
a
А что за зоопарк? Три поколения по два лептона и два кварка «для материи», три слабых бозона, восемь глюонов, фотон и бозон Хиггса для «взаимодействий материи». А остальное — составные вроде протона или нейтрона из трех кварков, связанных глюонами. Других частиц «зоопарка» не обнаружено.
Можно еще добавить античастицы, но и тут все будет не бесконечно.
Поначалу действительно был зоопарк из всяких пионов, лямда-гиперонов и прочих очарованных частиц. Но Гелл-Манн и Цвейг все классифицировали. Вроде того, как Линней разобрал на классы множество видов животных.
e
Ну это уже дофига, не находите? В сравнении с протон-нейтрон-электрон
a
Добавьте радиоактивность и космические лучи — и внезапно откроется то самое дофига.
e
а что добавляет радиоактивность? никаких новых частиц там нет
a
Например, кажущееся нарушение закона сохранения энергии в бета-распаде. Вот вам и новая частица.
S
«Эта плазма, представляющая собой экзотическое состояние материи, существовала лишь в первые мгновения после Большого взрыва.» Никто не может знать что точно было после взрыва, можно только предполагать! А они это пишут как факт!

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Почему куры хрипят даже в тёплом курятнике: дело не всегда в простуде

Курица сидит в тёплом курятнике, не мёрзнет, не гуляла под дождём, но вдруг начинает хрипеть. Первая мысль напрашивается сама собой: простудилась. Однако при изучении ветеринарных справочников меня...

✦ ИИ  Как мошенник продал Эйфелеву башню на металлолом

Продать чужой велосипед — уже мошенничество. Виктор Люстиг выбрал объект, который было невозможно незаметно укатить со двора: Эйфелеву башню. В 1925 году он убедил торговца металлоломом...

✦ ИИ  Зачем мужчинам выдавали квитанцию на бороду

Бороду можно отрастить бесплатно. Но при Петре I некоторым мужчинам приходилось ещё и оплачивать право её носить. Подтверждением служил металлический жетон с короткой надписью «Деньги взяты». На...

Почему современные болиды стали тише: куда исчез рёв гоночных моторов?

Раньше звук болида Формулы-1 было сложно перепутать с чем-либо другим. Высокочастотный рёв двигателя разносился по всей трассе, а во время разгона казалось, что мотор буквально разрывает воздух....

Керосинка наносит ответный удар. Ретро-дизайн и современная яркость. Обзор Moslighting MOS-M1

Огромная ёмкость аккумулятора, теплый и яркий нейтрально-белый свет, плавная регулировка яркости и уютная внешность старой-доброй «керосинки». Кемпинговый фонарик от Moslighting в очередной раз...

В холодную или кипящую воду класть картофель: почему результат получается разным

Казалось бы, что может быть проще варёной картошки? Почистили клубни, положили в кастрюлю, залили водой и поставили на плиту. Но даже здесь возникает вопрос, из-за которого хозяйки могут...