Впервые в истории: кварк-глюонная плазма создана с помощью лёгких ядер

Воссоздание материи ранней Вселенной в лаборатории

Физики из Института Нильса Бора при Копенгагенском университете впервые получили кварк-глюонную плазму, используя столкновения лёгких ядер. Этот экзотический состояние материи существовало в первые миллионные доли секунды после Большого взрыва.

Использование лёгких ядер и значение открытия

Ранее считалось, что для создания кварк-глюонной плазмы необходимы столкновения тяжёлых ядер, например свинцовых. Однако команда под руководством Ю Чжоу добилась аналогичных результатов, сталкивая ядра кислорода-16 и неона-20. Это открывает новые возможности для исследований, так как эксперименты с лёгкими ядрами проще и разнообразнее.

Роль коллаборации ALICE в CERN

Эксперименты проводились в рамках международной коллаборации ALICE на Большом адронном коллайдере CERN. При столкновениях ядер на скоростях, близких к скорости света, создаются экстремальные температуры и плотности, разрушающие протоны и нейтроны на кварки и глюоны. В результате формируется кварк-глюонная плазма, существующая очень короткое время.

Распределение частиц отражает форму ядер

Поскольку плазму нельзя наблюдать напрямую, учёные анализируют распределение частиц, образующихся при её охлаждении и распаде. В столкновениях кислорода наблюдалось круглое распределение, а при столкновениях неона — продолговатое и асимметричное. Эти траектории служат «отпечатком» формы исходных ядер.

Перспективы дальнейших исследований

Новый метод позволит глубже изучать структуру ядер на высоких энергиях. В будущем планируется проводить эксперименты с ещё более лёгкими ядрами, например гелием-4. Результаты опубликованы в журнале Physical Review Letters и считаются важным шагом в ядерной физике.