В издании Science опубликована обзорная статья, посвященная результатам работы коллайдера RHIC. Это первый научный инструмент для создания и изучения кварк-глюонной плазмы.
Кварки и глюоны являются строительными блоками всего видимого вещества – от звезд и планет до человеческих тел. Понимание эволюции нашей Вселенной невозможно без изучения структуры и динамики этих частиц в их чистом виде, то есть кварк-глюонной плазме.
Работы по столкновению тяжелых ионов были начаты в 2000 году на RHIC, а в последнее время к ней присоединился и Большой адронный коллайдер (БАК). Таким образом, ученые получили доступ к самому загадочному и экстремальному состоянию ранней Вселенной, хотя и в микроскопическом масштабе.
Температуры, которые получают при этих столкновениях, достигают невероятных значений – более 4 триллионов градусов по Цельсию. Это позволяет освободить субатомные кварки и глюоны, составляющие протоны и нейтроны. Данная работа уже преподнесла первые сюрпризы. Так, выяснилось, что слабо взаимодействующие кварки и глюоны ведут себя не как идеальный газ, а как жидкость с низкой вязкостью, не испытывающая трения.
Другим сюрпризом стало то, что математические подходы с применением положений теории струн и черных дыр могут быть использованы для описания некоторых, казалось бы не связанных систем, включая идеальную жидкость, полученную на RHIC.
Когда в 2010 году специалисты Большого адронного коллайдера начали свои первые эксперименты с тяжелыми ионами, они в значительной степени подтвердили пионерские результаты RHIC, включая жидкости с низкой вязкостью, хотя и при температуре на 30% выше, чем на RHIC. И хотя БАК способен придать частицам в 14 раз больше энергии, RHIC может использовать более широкий список ионов меди, золота и урана, создавая кварк-глюонную плазму с различными свойствами.