Столкновения ядер кислорода в БАК раскрыли тайны рождения Вселенной

Физики, работающие с Большим адронным коллайдером (БАК), провели серию экспериментов по столкновению ядер кислорода и получили новые данные о том, как выглядела наша Вселенная в самые первые мгновения своего существования. Результаты помогут лучше понять, как из раскалённого «супа» элементарных частиц родилась вся окружающая нас материя.

Эксперимент проходил на детекторе ALICE — одном из четырёх основных детекторов БАК, расположенного в ЦЕРН на границе Швейцарии и Франции. Учёные разгоняли ядра кислорода почти до скорости света и сталкивали их друг с другом. При таких столкновениях на крошечные доли секунды возникает состояние материи, которое называется кварк-глюонной плазмой.

Кварк-глюонная плазма — это «первобытный суп» из элементарных частиц, который заполнял Вселенную примерно через миллионную долю секунды после Большого взрыва. Именно из него позже сформировались протоны, нейтроны и, в конечном счёте, все атомы.

Раньше в БАК сталкивали в основном тяжёлые ядра свинца. Однако кислород — более лёгкий элемент, и его столкновения дают учёным иную, более «чистую» картину процессов. Это позволяет точнее сравнивать экспериментальные данные с теоретическими моделями и лучше понимать, как именно рождалась материя.

По словам исследователей, новые данные уже преподнесли сюрпризы. Оказалось, что даже в столкновениях относительно лёгких ядер могут возникать эффекты, которые раньше наблюдались только при работе с самыми тяжёлыми элементами. Это говорит о том, что кварк-глюонная плазма образуется проще, чем предполагалось ранее.

Полученные результаты помогут физикам уточнить модели ранней Вселенной и лучше понять фундаментальные законы, управляющие поведением материи при экстремальных температурах и плотностях. Работы в этом направлении продолжатся — в планах у ЦЕРН новые циклы столкновений с участием ионов кислорода.