Физики из Брукхейвенской национальной лаборатории добились значимого прогресса в изучении кварк-глюонной плазмы (КГП) — чрезвычайно горячего и плотного состояния материи, существовавшего в первые микросекунды после Большого взрыва. С помощью релятивистского коллайдера тяжелых ионов (RHIC) они исследовали, как высокоэнергетические струи частиц — джеты — взаимодействуют с этой средой. Уникальность подхода коллаборации STAR заключается в использовании фотонов, которые не взаимодействуют с КГП, как эталона для точного измерения потерь энергии джетов. Это позволило глубже понять, как свойства плазмы влияют на структуру струй и как энергия перераспределяется внутри КГП.
Исследования показали, что джеты теряют энергию, проходя через плазму, при этом энергия не исчезает, а «размазывается» в стороны, вызывая возбуждение среды — аналогично волнам от удара по воде. Такой эффект позволяет изучать динамику плазмы, существующей лишь фемтосекунды. Анализ показал, что КГП ведет себя как почти идеальная жидкость, что ставит перед физиками новые вопросы о ее вязкости и зависимости взаимодействий от расстояния, пройденного джетами.
Хотя это открытие стало прорывом, оно открывает множество новых направлений для исследований, включая уточнение параметров внутренней структуры КГП и ее аналогов в астрофизических объектах, например в недрах нейтронных звезд. Исследование демонстрирует, что джеты и фотоны можно использовать не только для наблюдения, но и как инструменты активного зондирования экстремальных форм материи.
По словам физика Питера Джейкобса, методология STAR меняет сам подход к изучению: теперь джет рассматривается не как объект наблюдения, а как «зонд», позволяющий заглянуть в природу кварк-глюонной плазмы. Этот подход открывает новые горизонты в понимании материи и фундаментальных процессов, происходивших во Вселенной сразу после ее рождения.
#космос #наука #познавательное #технологии
