В экспериментах на Большом адронном коллайдере достигнуты рекордно высокие температуры

На конференции Quark Matter 2012, проходящей в Вашингтоне (США), коллаборация ALICE объявила о том, что ей удалось достичь рекордно высоких температур в опытах на Большом адронном коллайдере (БАК).

Речь идёт о проводившихся на БАК в 2010-м и 2011-м экспериментах по столкновению ядер свинца. Эти столкновения позволяют (на очень короткое время) создавать кварк-глюонную плазму — вещество в особом состоянии, которое характеризуется тем, что кварки и глюоны, «пленённые» адронами в обычном ядерном веществе, освобождаются и получают возможность распространяться как квазисвободные частицы по всему объёму плазменной материи. Глюоны, напомним, вводятся в квантовой хромодинамике, описывающей сильное взаимодействие, как кванты цветового поля, которыми обмениваются кварки.

Переход в состояние кварк-глюонной плазмы совершается при очень высокой температуре, примерно равной двум триллионам (2•10¹²) градусов. Такие условия сейчас можно создать либо на БАКе, либо на американском Релятивистском коллайдере тяжёлых ионов (RHIC), установленном в Брукхэвенской национальной лаборатории. Эксперименты на RHIC, в которых место ядер свинца занимают ионы золота, стартовали раньше, но энергии, доступные Большому адронному коллайдеру, здесь никогда достигнуты не будут.

Области параметров, которые можно изучать на Большом адронном коллайдере (LHC) и Релятивистском коллайдере тяжёлых ионов (иллюстрация Brookhaven National Laboratory).

Поскольку американские учёные имели фору в несколько лет, именно они представили первые убедительные свидетельства образования кварк-глюонной плазмы. Ими же было найдено занесённое в Книгу рекордов Гиннесса значение ~4•10¹² градусов — высочайшая температура, созданная человеком.

Как показывает диаграмма, область температур, которую можно исследовать на Релятивистском коллайдере, по размерам уступает аналогичной области для БАКа. Неудивительно, что рекорд RHIC долго не продержался и сотрудникам ALICE удалось зафиксировать более высокие температуры плазмы. Точные величины пока не называются, но они должны превосходить пять триллионов градусов.

Подготовлено по материалам NewScientist.