На Великому адронному колайдері стався маленький "Великий вибух": що там сталося

Протягом кількох часток секунди після Великого вибуху Всесвіт перебував у дуже незвичайному стані речовини. Він називається кварк-глюонною плазмою. Це настільки екстремальний стан речовини, що його можна було створити на Великому адронному колайдері лише за допомогою зіткнення ядер атомів важких хімічних елементів. Але фізикам вдалося це зробити за допомогою легких хімічних елементів — кисню та неону. Таким чином фізики ще більше наблизилися до розуміння того, що відбулося в перші миті після народження Всесвіту. Результати дослідження опубліковано в журналі Physical Review Letters, пише IFLScience.

Однією з найбільших загадок фізики є те, що сталося в перші частки секунди після Великого вибуху. Як Всесвіт став таким, яким ми його знаємо? Щоб наблизитися до повної розгадки цієї таємниці, вчені на Великому адронному колайдері відтворюють екстремальні умови, які існували на самому початку історії Всесвіту.

Протони та нейтрони, з яких складаються ядра атомів, у свою чергу складаються з кварків. Ці частинки взаємодіють між собою й утримуються разом за допомогою глюонів — носіїв сильної взаємодії, однієї з чотирьох фундаментальних сил природи.

Коли в найпотужнішому прискорювачі частинок ядра атомів зіштовхуються зі швидкістю, близькою до швидкості світла, відбувається щось незвичайне. Протони та нейтрони розпадаються, вивільняючи кварки та глюони. У результаті утворюється стан матерії, відомий як кварк-глюонна плазма, яка існувала одразу після Великого вибуху. Це найперша форма матерії у Всесвіті.

Протягом багатьох років вважалося, що кварк-глюонну плазму можна отримати лише під час зіткнення ядер атомів важких хімічних елементів, таких як свинець. Але за допомогою детектора ALICE на Великому адронному колайдері фізики з’ясували, що це можна зробити й за допомогою ядер атомів легких елементів.

Вчені виявили докази того, що зіткнення між ядрами атомів кисню та зіткнення між ядрами атомів неону також можуть утворювати кварк-глюонну плазму.

Вчені стверджують, що під час експериментів їм вдалося відтворити первинну матерію, і це можна назвати "малим Великим вибухом". У результаті фізики отримали більше даних про фундаментальні умови, необхідні для переходу матерії у кварк-глюонну плазму. Це має допомогти зрозуміти, як поводилася плазма в перші миті існування Всесвіту і як вона еволюціонувала в ті форми матерії, з яких складається все навколо нас.

Тепер вчені хочуть відтворити кварк-глюонну плазму за допомогою зіткнення ядер атомів ще легших елементів, зокрема гелію.

Нагадуємо, що першими хімічними елементами, які з’явилися у Всесвіті приблизно 13,8 мільярда років тому, були водень і гелій. І зараз їх у космосі найбільше.

Інші новини науки

• Вперше, можливо, було виявлено темну матерію: фізики виявили щось дивне під землею.
• BepiColombo пережив не зовсім вдалий політ до Меркурія: починається найскладніше.