ЦЕРН показа екстремно състояние на материята за първи път при сблъсъци на леки ядра

Offnews Последна промяна на 04 ноември 2026 в 00:00 146 0

Резултатите, получени година след първите сблъсъци на кислородни ядра ​​в Големия адронен колайдер (LHC), показват, че кварк-глюонната плазма - първичната форма на материята в ранната Вселена - може да възникне и при сблъсъци на леки ядра. Това бе съобщено от всичките четири основни колаборации на LHC: ALICE, ATLAS, CMSи LHCb.

Кварк-глюонната плазма е необичайно състояние на материята, което се среща под огромно налягане и температура. При температури повече от 100 000 пъти по-високи от тези в центъра на Слънцето, протоните и неутроните губят нормалната си структура и се разпадат на кварки и глуоните, които ги свързват. Физиците смятат, че точно в това състояние е съществувала материята през първите милионни от секундата след Големия взрив.

В продължение на десетилетия се смяташе, че образуването на тази плазма изисква сблъсъци на много тежки ядра, предимно оловни, които са повече от 200 пъти по-тежки от протоните. Последните открития обаче поставят това предположение под въпрос.

Художествена интерпретация на образуването на кварк-глюонна плазма. Кредит: CERN

Признаци на загуба на енергия

Един от най-надеждните начини за откриване на кварк-глюонната плазма е да се проследи какво се случва с енергийните кварки и глуони, докато преминават през плазмата.

Докато се движат през гореща, плътна материя, частиците губят част от енергията си - процес, наречен загуба на енергията на партоните или намаляване на енергията на високоенергийни кварки и глуони, наричани общо като партони.

Колаборацията ATLAS ясно наблюдава този ефект, докато изучава два снопа частици, получени при сблъсъци кислород-кислород и неон-неон. Разликата в енергията между сдвоените струи показва, че някои от частиците губят енергия в полза на околната материя. Ефектът е особено изразен при централни, челни сблъсъци, където се произвежда по-голям обем плазма.

Потвърждение от няколко експеримента

Колаборациите ALICE, CMS и LHCb са търсили същия процес по различен начин - чрез анализ на това как плазмата потиска производството на определени енергийни частици. CMS е открила намаляване на добива на заредени частици при сблъсъци кислород-кислород и неон-неон в сравнение със сблъсъци протон-протон.

LHCb изследва частици, съдържащи чаровни кварки, и установява, че потискането на тяхното производство е по-силно при по-тежки неонови сблъсъци - точно както се очаква, ако по-големите сблъсъци създават по-голям плазмен обем. ALICE, сравнявайки производството на неутрални пиони при кислород-кислородни и протон-кислородни сблъсъци, получава недвусмислени доказателства за загуба на енергия от партоните.

Допълнителни знаци

CMS открива доказателства за селективно потискане на частици, наречени ипсилон мезони (двойка от долен кварк и неговия антикварк). LHCb съобщава за предварителни доказателства за подобно поведение при сблъсъци протон-кислород и кислород-кислород.

ALICE също така разкрива възможна сигнатура за кварк-глюонна плазма, свързана с посоката на движение на частицата навън. При сблъсъци кислород-кислород, барионите (частици от три кварка) показват по-силно предпочитание към определени посоки, отколкото мезоните (от два кварка) - феномен, известен като анизотропен поток. Водещото обяснение е, че частиците наследяват колективното движение от кварките, от които са съставени, като барионите с три кварка го наследяват по-силно.

Нов поглед към ранната Вселена

Тези открития променят представите ни за условията, необходими за възникването на едно от най-екстремните състояния на материята. Това, което някога се смяташе, че изисква сблъсъци на масивни ядра, сега може да се изучава в много по-малки системи.

Междувременно ЦЕРН модернизира LHC до по-мощен колайдер с висока светимост, което ще му позволи да събира значително повече данни за свойствата на кварк-глюонната плазма.

Източник: Oxygen collisions at the LHC show new indications of extreme state of matter, CERN

Виж още за:
    Най-важното
    Всички новини

    Още от Физика

    Коментари

    За писането на коментар е необходима регистрация.
    Моля, регистрирайте се от TУК!
    Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!

    Няма коментари към тази новина !