Большой адронный коллайдер, самый мощный ускоритель элементарных частиц в мире, впервые воссоздал в миниатюре Большой взрыв, в результате которого, согласно космологической теории, зародилась Вселенная.
Как пишет «The Telegraph», сотрудники Европейской организации по ядерным исследованиям успешно провели столкновение тяжелых ионов – ядер атомов свинца. При столкновении выработалась туманная энергия, которая в несколько миллионов раз превышает температуру Солнца. Подобная энергия образовалась сразу после Большого взрыва.
Через несколько минут после Взрыва, когда Вселенная была новорожденной, элементарные частицы не могли объединяться в ядра, и протоны и нейтроны существовали отдельно. Теперь ученым предстоит выяснить, что заставило их слипнуться.
Физики, работающие на Большом адронном коллайдере, в понедельник получили стабильные пучки ионов свинца, что означает начало экспериментов с тяжелыми ионами в «штатном» режиме, благодаря которым ученые смогут исследовать состояние материи в первые мгновения после возникновения Вселенной.
Накануне в ускорителе были зафиксированы первые столкновения ионов свинца с суммарной энергией в 2,76 тераэлектронвольт на каждую пару нуклонов.
В обычной материи кварки и глюоны «заперты» внутри протонов и нейтронов и не могут существовать в свободном состоянии. Однако вскоре после Большого взрыва Вселенная состояла из горячего и сверхплотного «кваркового супа», так называемой «кварк-глюонной плазмой». Впервые это состояние вещества было получено в 2005 году в экспериментах с ионами золота на коллайдере RHIC в Брукхейвенской национальной лаборатории (США).
Ожидается, что в столкновениях тяжелых ионов на Большом адронном коллайдере эта материя будет образовываться в условиях гораздо более высоких энергий — в 14 раз больше, чем на RHIC.
За столкновениями тяжелых ионов наблюдают не только специализированный детектор коллайдера — ALICE (A Large Ion Collider Experiment) — но и другие детекторы, в частности, детектор CMS (Compact Muon Solenoid).
Эксперименты с тяжелыми ионами будут идти до 6 декабря, после чего коллайдер уйдет на «рождественские каникулы». Техническая остановка продлится до февраля 2011 года, после чего самый дорогой в мире физический прибор будет вновь запущен.
Кварк-глюонную материю будет изучать также российский коллайдер NICA (Nuclotron-based Ion Collider facility), который планируется создать в 2015 году в Объединенном институте ядерных исследований в Дубне.