В подземных кольцах Большого адронного коллайдера физики ЦЕРН столкнули ядра кислорода-16 и неона-20 на околосветовых скоростях и получили самый маленький по размерам сгусток кварк-глюонной плазмы, когда-либо созданный в лаборатории.
Эта экзотическая форма материи существовала во Вселенной лишь несколько микросекунд после Большого взрыва, когда температура была настолько высокой, что протоны и нейтроны ещё не могли сформироваться, а кварки и глюоны свободно перемещались в плотной «супе».
Раньше считалось, что для воспроизведения такого состояния нужны тяжёлые ядра вроде свинца или ксенона, однако новые эксперименты показали: даже лёгкие ядра, чья масса меньше десятой части свинцового, способны породить плазму, которая на долю секунды ведёт себя как жидкость и расширяется коллективно.
Коллаборация ATLAS зафиксировала характерное «гашение струй» — высокоэнергетические кварки теряли значительную часть энергии при прохождении через среду, что проявлялось в асимметрии поперечных импульсов частиц и служило прямым доказательством образования плазмы.
Учёные из Института Нильса Бора по характеру разлёта частиц восстановили исходную форму ядер: кислородные ядра оказались почти сферическими, а неоновые — асимметричными, напоминающими конус или кеглю для боулинга, словно тень от невидимого объекта.
Метод открывает новый способ изучать строение ядер и сильное взаимодействие при экстремальных энергиях, а будущие столкновения с ещё более лёгкими ядрами, например гелия-4, помогут определить точную нижнюю границу, при которой кварк-глюонная плазма может возникнуть.
Понимание этих крошечных «маленьких взрывов» приближает нас к разгадке того, как из первобытной плазмы возникла вся видимая материя звёзд, планет и живых организмов.
