У лабораторії Брукгейвен на Лонг-Айленді фізики зафіксували несподіваний сигнал у даних зіткнень важких іонів. Експеримент STAR на прискорювачі RHIC показав різке зниження флуктуацій поперечного імпульсу частинок за певної енергії. Цей сигнал може вказувати на фазовий перехід у надщільній ядерній матерії, схожий на той, що відбувався в перші миті після Великого вибуху.
На самому початку Всесвіту простір був занадто гарячим і щільним для існування атомів. Протони й нейтрони ще не встигли сформуватися, і матерія являла собою вільно текучий «суп» із кварків і глюонів — кварк-глюонну плазму. У міру розширення космосу температура падала, глюони «склеювали» кварки в протони й нейтрони, і плазма перетворювалася на звичайну ядерну матерію. Це був справжній фазовий перехід, подібний до замерзання води, але на рівні фундаментальних частинок.
Прискорювач RHIC відтворює такі умови на частки секунди, розганяючи іони золота майже до швидкості світла. Нові дані STAR виявили «провал» у коливаннях імпульсу частинок саме в тій області енергій, де очікується критична точка фазового переходу. Вчені називають це можливою ознакою того, що перехід справді існує і залежить від щільності та температури.
Відкриття важливе не лише для космології. Розуміння поведінки матерії за екстремальних щільностей допоможе розібратися, що відбувається всередині нейтронних зір, де вся маса зорі стиснута до розмірів невеликого міста. Від цього залежить, наприклад, швидкість звуку в їхньому ядрі та поріг колапсу в чорну діру.
Однак сигнал поки що залишається натяком. Альтернативні пояснення пов'язують його зі зміною складу частинок за різних енергій зіткнень. Вчені планують проаналізувати решту даних RHIC, який завершив роботу в 2026 році, щоб підтвердити або спростувати знахідку.
Якщо критичну точку буде надійно встановлено, це відкриє новий погляд на еволюцію матерії від перших мікросекунд Всесвіту до найщільніших об'єктів космосу.
