Коллайдер уточнил свойства "кварковой жидкости"

Физики коллаборации ALICE, участвующие в эксперименте со столкновениями ионов свинца на Большом адронном коллайдере, опубликовали его первые результаты. Полученные данные, в частности, уточняют представления ученых о взаимодействии кварков и глюонов в протонах, а также о свойствах «кварковой жидкости», сообщает в четверг журнал Symmetry.

Эксперименты с тяжелыми ионами начались на Большом адронном коллайдере всего лишь месяц назад. Разогнанные почти до световой скорости ядра атомов свинца, с которых «ободрали» электронные оболочки, сталкиваются в четырех точках 27-километрового кольца коллайдера, порождая ливни вторичных частиц. Последние, в свою очередь фиксируют детекторы, в числе которых специализированный детектор ALICE (A Large Ion Collider Experiment).

В одной из двух первый статей коллаборации ALICE, принятых к печати в журнале Physical Review Letters, описываются результаты наблюдений за «скользящими» столкновениями ионов, то есть столкновениями не «лоб в лоб», а со сдвигом от центра. В результате таких столкновений образуются так называемые «эллиптические струи» (elliptic flow) кварк-глюонной плазмы – особой формы материи, состоящей из кварков и глюонов, не «собранных» в элементарные частицы.

Впервые данные об этом состоянии вещества были получены в 2000 году в экспериментах на протонном суперсинхротроне SPS в Церне. Первое прямое подтверждение этих данных было получено в экспериментах на коллайдере RHIC в Брукхейвенской национальной лаборатории (США) 2005 году. Тогда физики, к своему удивлению, обнаружили, что кварк-глюонное вещество ведет себя не как плазма, а как идеальная жидкость, в которая практически не имеет вязкости – сопротивления течению.

Новые измерения на детекторе ALICE показали, что струи «кварковой жидкости» на Большом адронном коллайдере имеют несколько другие параметры. Правда, полученные данные пока не дают исследователям возможности делать выводы о ее вязкости. Однако теперь ученые могут исключить из рассмотрения теории, согласно которым кварк-глюонная плазма, полученная на Большом адронном коллайдере, имеющем более высокую энергию, чем RHIC, должна вести себя как газ, а не жидкость.

Кроме того, физики провели измерения параметров «дождя» частиц, возникавшего при столкновении ионов «лоб в лоб». Как оказалось, число таких частиц составляет около 18 тысяч, что примерно в 2,2 раза больше, чем в экспериментах на RHIC. Однако теория предсказывала, что число частиц на БАКе должно быть меньше, поскольку предполагалось, что существует предельное число глюонов, которое может быть «упаковано» в определенном объеме.

Однако эксперименты на ALICE показали, что если и существует такой предел, то он не был достигнут на Большом адронном коллайдере.

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 и на нем начнутся эксперименты с протонами.

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.

МОСКВА, 18 ноя – РИА Новости.

Источник(и):