У вогняному горнилі раннього Всесвіту, через миті після Великого вибуху, матерія, як ми її знаємо, не існувала. Замість цього вирував надгарячий «суп» з кварків та глюонів, стан матерії, відомий як кварк-глюонна плазма.
Вперше дослідники точно змоделювали цей первісний стан, розкриваючи фундаментальну та довгоочікувану частину історії космосу. Цей прорив, досягнутий італійською дослідницькою групою, пропонує безпрецедентне розуміння зародження Всесвіту.
Виклик полягає у сильній ядерній взаємодії, яка зв'язує кварки разом. Ця сила надзвичайно інтенсивна і не піддається стандартним рівнянням. Щоб подолати це, команда використала передові числові симуляції, зокрема ґраткову квантову хромодинаміку (QCD), у поєднанні з методом Монте-Карло.
Цей підхід дозволив їм змоделювати температури, що перевищують 2 мільйони мільярдів градусів Кельвіна, близькі до електрослабкого переходу. Результатом є найточніше рівняння стану, яке коли-небудь було отримано для кварк-глюонної плазми, що пов'язує фундаментальні термодинамічні властивості.
На диво, навіть при цих екстремальних температурах кварки та глюони не були вільними. Сильна взаємодія залишалася домінуючою, раніше, ніж вважалося. Це відкриття уточнює наше розуміння народження матерії, сценаріїв утворення частинок та еволюції фундаментальних сил.
Це дослідження підкреслює потенціал методів високопродуктивних обчислень, таких як ґраткова QCD. Ці інструменти будуть вирішальними у розгадці інших таємниць фундаментальної фізики, таких як об'єднання сил та моменти після космічної інфляції. Розуміння перших мікросекунд Всесвіту – це не просто теоретично; це про розуміння самих коренів існування.