Первые милисекунды

Физики воссоздали условия, которые существовали в момент рождения Вселенной, и получили поразительные результаты. В течение последних пяти лет сотни ученых используют мощнейший ускоритель Брукхейвенской национальной лаборатории для создания условий, существовавших в момент рождения Вселенной. В Релятивистском коллайдере тяжелых ионов (RHIC) сталкиваются два встречных пучка ядер золота, движущихся почти со скоростью света. Столкновения атомных ядер, в результате которых возникают чрезвычайно горячие, плотные сгустки материи и энергии, имитируют события первых микросекунд после Большого взрыва. В коротких мини-взрывах, как в зеркале, отражаются самые первые мгновения нашего мира, когда материя была ультрагорячим, сверхплотным варевом из кварков и глюонов, мечущихся во все стороны и постоянно сталкивающихся друг с другом. Адский суп был приправлен щепоткой электронов, фотонов и других легких элементарных частиц. Его температура составляла триллионы градусов, и он был в сотни тысяч раз горячее, чем солнечное ядро.

Тысячи частиц, разлетающихся при столкновении двух ядер золота со сверхвысокой энергией, регистрируются детектором STAR на коллайдере RHIC. В точке столкновения возникают условия, существовавшие в первые микросекунды после Большого взрыва
Тысячи частиц, разлетающихся при столкновении двух ядер золота со сверхвысокой энергией, регистрируются детектором STAR на коллайдере RHIC. В точке столкновения возникают условия, существовавшие в первые микросекунды после Большого взрыва

Но космос расширялся, и температура резко падала. Кварки и глюоны замедлились настолько, что начали кратковременно склеиваться. Спустя 10 мкс их связали мощные силы взаимодействия, и они оказались запертыми внутри протонов, нейтронов и других частиц, которые называются адронами. Столь резкое изменение свойств материала называют фазовым переходом (типичный пример — превращение воды в лед). Космический фазовый переход от первоначальной смеси кварков и глюонов к обычным протонам и нейтронам представляет огромный интерес и для тех, кто хочет знать, как Вселенная эволюционировала к нынешнему высокоструктурированному состоянию, и для тех, кто хочет разобраться в природе участвовавших в этом процессе фундаментальных сил.

Протоны и нейтроны, из которых состоят ядра современных атомов, — это сохранившиеся капельки первичного моря, крошечные субатомные тюремные камеры, в которых навечно заключенные кварки мечутся взад и вперед. Даже при сильнейших столкновениях, когда узники уже готовы разорвать ненавистные путы, возникают новые стены, удерживающие их в связанном состоянии. Несмотря на многочисленные попытки, ни одному физику еще не удавалось зарегистрировать прохождение через детектор отдельного кварка.

RHIC дает исследователям прекрасную возможность наблюдать освобожденные из протонов и нейтронов кварки и глюоны в коллективном квазисвободном состоянии, напоминающем самые ранние микросекунды бытия. Сначала теоретики называли эту смесь кварк-глюонной плазмой, т.к. ожидалось, что она будет вести себя как ультрагорячий газ заряженных частиц (плазма), из которого, например, состоит молния. Сталкивая тяжелые ядра друг с другом в мини-взрывах, кратковременно освобождающих кварки и глюоны, RHIC действует как временной телескоп, через который можно взглянуть на раннюю Вселенную, где безраздельно властвовала ультрагорячая, сверхплотная кварк-глюонная плазма. К всеобщему удивлению, выяснилось, что последняя ведет себя скорее как жидкость, а не как газ.

ОБЗОР: МИНИ-ВЗРЫВЫ

  • В первые 10 мкс после Большого взрыва Вселенная представляла собой кипящий водоворот кварков и глюонов. Но после той эпохи они остаются запертыми в протонах и нейтронах, из которых состоят ядра атомов.
  • За последние пять лет эксперименты на Релятивистском коллайдере тяжелых ионов (RHIC) позволили воссоздать в микроскопическом масштабе так называемую кварк-глюонную плазму, возникающую при столкновениях ядер золота, летящих почти со скоростью света.
  • К удивлению физиков, среда, возникающая в мини-взрывах, ведет себя не как газ, а как почти идеальная жидкость. Полученные результаты свидетельствуют о том, что модели очень ранней Вселенной необходимо пересмотреть.
  • Свободу кваркам!

    В 1977 г. теоретик Стивен Вайнберг (Steven Weinberg) опубликовал книгу «Первые три минуты» о физике ранней Вселенной. Он избегал категорических заключений о первой сотой доле секунды. «Мы недостаточно знаем о физике элементарных частиц, чтобы достоверно вычислить свойства такой мешанины, — писал он. — Наше невежество в области микрофизики подобно покрову, скрывающему от нас самое начало».

    Но вскоре крупные теоретические и экспериментальные достижения позволили ученым приоткрыть завесу тайны. Было установлено, что протоны, нейтроны и другие адроны содержат кварки, а в середине 1970 х гг. появилась теория сильного взаимодействия между кварками, известная как квантовая хромодинамика (КХД). Новая теория постулировала, что нейтральные частицы, названные глюонами, парят между кварками и создают непреодолимую силу, удерживающую их внутри адронов.

    Особенно интригует в КХД то, что в отличие от электромагнитных и гравитационных сил, сила притяжения кварков становится слабее по мере их сближения. Физики назвали такое поведение асимптотической свободой. Когда расстояние между двумя кварками оказывается меньше диаметра протона (~10–15 м), на них действует небольшая сила, которую можно точно вычислить обычными методами. Но когда кварк начинает удаляться от своего партнера, взаимодействие становится действительно мощным и тянет его назад, как собаку на поводке.

    В квантовой физике малые расстояния между частицами ассоциируются со столкновениями при высоких энергиях. Таким образом, асимптотическая свобода становится важной при высоких температурах, когда частицы плотно упакованы и постоянно подвергаются высокоэнергетичным столкновениям друг с другом.

    Именно асимптотическая свобода КХД позволяет физикам приподнимать «покров Вайнберга» и строить догадки о том, что происходило в течение первых микросекунд существования Вселенной. Пока температура превышала 1013 °C, кварки и глюоны действовали практически независимо. Даже при более низких температурах, вплоть до 2·1012 °C, они перемещались индивидуально и только начинали ощущать ограничения со стороны сил КХД.

    Чтобы смоделировать такие чрезвычайные условия на Земле, физики должны воссоздать огромные температуры, давления и плотности. Температура — это средняя кинетическая энергия частицы в облаке себе подобных, а давление пропорционально плотности энергии в облаке. Сжимая максимально возможные энергии в наименьшем объеме, можно попытаться создать условия, которые существовали во время Большого взрыва.

    К счастью, природа предоставляет готовые чрезвычайно плотные сгустки материи в виде атомных ядер: если бы можно было собрать щепотку ядерной материи, она весила бы 300 млн. т. Вот уже три десятилетия исследователи сталкивают тяжелые ядра свинца и золота при все более высоких энергиях. Возникающие при этом плотности намного превосходят плотность обычного ядерного вещества, а получающиеся температуры превышают 5·1012 °C.

    Во время столкновения тяжелых ядер, содержащих примерно по 200 протонов и нейтронов, возникают гораздо более суровые условия, чем при столкновениях индивидуальных протонов, которые обычно используются в других экспериментах по физике высоких энергий. Вместо крошечного взрыва со множеством разлетающихся осколков при столкновениях тяжелых ионов возникает кипящий файербол (от англ. fire ball — огненный шар) из тысяч частиц и существенными параметрами становятся их коллективные свойства (температура, плотность, давление и вязкость).

    СТОЛКНОВЕНИЕ ЯДЕР И ДЕТЕКТИРОВАНИЕ ЧАСТИЦ

    RHIC состоит из двух кольцевых вакуумных камер длиной по 3,8 км (красная и зеленая), в которых золото и другие тяжелые ядра ускоряются до 0,9999 скорости света. Пучки ядер пересекаются в шести местах. В четырех из них ядра сталкиваются в лоб, создавая мини-взрывы, имитирующие условия Большого взрыва, в котором родилась Вселенная. Детекторы BRAHMS, PHENIX, PHOBOS и STAR регистрируют осколки, разлетающиеся из точек столкновения

    RHIC состоит из двух кольцевых вакуумных камер длиной по 3,8 км (красная и зеленая), в которых золото и другие тяжелые ядра ускоряются до 0,9999 скорости света. Пучки ядер пересекаются в шести местах. В четырех из них ядра сталкиваются в лоб, создавая мини-взрывы, имитирующие условия Большого взрыва, в котором родилась Вселенная. Детекторы BRAHMS, PHENIX, PHOBOS и STAR регистрируют осколки, разлетающиеся из точек столкновения

    Установка PHENIX (показана в частично разобранном виде) регистрирует частицы, возникающие на самых ранних стадиях мини-взрывов

    Установка PHENIX (показана в частично разобранном виде) регистрирует частицы, возникающие на самых ранних стадиях мини-взрывов

    Эксперименты на RHIC

    RHIC — последняя установка для изучения столкновений тяжелых ионов. Она финансируется американским министерством энергетики и используется Брукхейвенской лабораторией. Ранее ускорители направляли пучки тяжелых ядер на неподвижные металлические мишени; в RHIC сталкиваются два пучка тяжелых ядер. При одних и тех же скоростях частиц лобовые столкновения оказываются гораздо мощнее, т.к. вся энергия движения преобразуется в тепловую энергию разлетающихся осколков.

    Релятивистские ядра в RHIC движутся со скоростью 99,99% скорости света и приобретают энергии, достигающие 100 ГэВ на каждый протон или нейтрон внутри ядра (1 ГэВ почти эквивалентен массе неподвижного протона). Две линии из 870 сверхпроводящих магнитов, охлаждаемых тоннами жидкого гелия, направляют пучки ионов вдоль двух перекрывающихся вакуумных колец длиной 3,8 км. Пучки сталкиваются в четырех точках, где кольца пересекаются. В местах пересечения расположены четыре сложнейших детектора частиц: BRAHMS, PHENIX, PHOBOS и STAR, регистрирующие субатомные осколки, которые вылетают при столкновениях ядер.

    Когда два ядра золота сталкиваются в лоб при самой высокой энергии, достижимой на RHIC, они выделяют в общей сложности более 20 тыс. ГэВ в микроскопический плазменный шарик диаметром всего 10–12 см. Ядра и образующие их протоны и нейтроны буквально плавятся, и из всей доступной энергии возникает еще множество кварков, антикварков и глюонов. В типичных столкновениях кратковременно освобождаются более 5 тыс. элементарных частиц. Давление в момент столкновения превышает атмосферное в 1030 раз, а температура внутри файербола достигает триллионов градусов.

    Но спустя всего 5·10-23 с все кварки, антикварки и глюоны снова объединяются в адроны, которые разлетаются во все стороны. С помощью мощных компьютеров исследователи пытаются записать как можно больше информации о тысячах частиц, попадающих в детекторы. Первые две установки, BRAHMS и PHOBOS, относительно невелики и созданы для изучения специфических особенностей осколков. Две другие, PHENIX и STAR, построены вокруг огромных регистрирующих устройств общего назначения, которые заполняют трехэтажные экспериментальные залы тысячами тонн магнитов, детекторов, поглотителей и экранов (см. рис.).

    Детекторными установками на RHIC управляют четыре международные группы от 60 до 500 специалистов. Сотрудники BRAHMS изучают остатки исходных протонов и нейтронов, летящих вдоль направления движения сталкивающихся ядер. Коллектив PHOBOS ведет наблюдение за частицами в широком диапазоне углов и изучает корреляции между ними. Установка STAR построена на основе самой большой в мире цифровой камеры — огромного цилиндра с газом, в котором получаются трехмерные картины траекторий всех заряженных частиц в большой апертуре, окружающей ось пучка. PHENIX ищет специфические частицы, возникающие на самых ранних стадиях столкновения, которые могут вылетать невредимыми из кипящего котла кварков и глюонов. В результате получается своего рода рентгеновский портрет внутренних областей файербола.

    МИНИ-ВЗРЫВ ОТ НАЧАЛА ДО КОНЦА

    В RHIC сталкиваются ядра золота, летящие почти со скоростью света. Каждое столкновение (мини-взрыв) проходит в несколько этапов. Сначала возникает короткоживущий расширяющийся файербол, состоящий из глюонов (зеленые), кварков и антикварков, в основном верхних, нижних и странных (синие) с небольшим количеством более тяжелых очарованных и красивых (красные). В конце файербол взрывается и разлетается на адроны (серебряные), которые детектируются вместе с фотонами и другими продуктами распада. Физические свойства кварк-глюонной среды определяются по свойствам регистрируемых частиц

    В RHIC сталкиваются ядра золота, летящие почти со скоростью света. Каждое столкновение (мини-взрыв) проходит в несколько этапов. Сначала возникает короткоживущий расширяющийся файербол, состоящий из глюонов (зеленые), кварков и антикварков, в основном верхних, нижних и странных (синие) с небольшим количеством более тяжелых очарованных и красивых (красные). В конце файербол взрывается и разлетается на адроны (серебряные), которые детектируются вместе с фотонами и другими продуктами распада. Физические свойства кварк-глюонной среды определяются по свойствам регистрируемых частиц

    A) Ядра золота, летящие со скоростью 0,9999 скорости света, сплюснуты из-за релятивистских эффектов

    B) Частицы ядер сталкиваются, оставляя за собой сильно возбужденную область кварков и глюонов

    C) Кварк-глюонная плазма формируется полностью, и через 7x10-24 с ее температура достигает максимума

    D) Под действием огромного давления система расширяется почти со скоростью света

    E) Приблизительно через 50x10-23 с кварки и глюоны рекомбинируют, образуя адроны (пионы, каоны, протоны и нейтроны)

    F) Адроны разлетаются почти со скоростью света, но по пути часть из них распадается

    Идеальный сюрприз

    Эксперименты на RHIC выявили целостную и удивительную физическую картину: на чрезвычайно короткое время кварки и глюоны действительно ускользают из заточения и демонстрируют коллективное поведение. Но, вопреки чаяниям теоретиков, адская смесь ведет себя как жидкость, а не как идеальный газ.

    Плотность энергии при лобовых столкновениях ядер золота огромна и приблизительно в 100 раз превышает плотность энергии в самих ядрах главным образом за счет релятивистских эффектов. В лабораторной системе координат оба ядра перед соударением выглядят как сплющенные, сверхтонкие диски из протонов и нейтронов, поэтому вся их энергия в момент взаимодействия сосредоточена в крайне малом объеме. По оценкам физиков, получающаяся плотность энергии по крайней мере в 15 раз больше, чем необходимо для освобождения кварков и глюонов. Вырвавшись на волю, они устремляются во всех направлениях, многократно соударяются друг с другом и обмениваются энергией, в результате чего ее распределение становится тепловым.

    Подтверждением быстрого формирования горячей плотной среды является так называемое гашение струи. Когда два протона сталкиваются при высокой энергии, некоторые их кварки и глюоны соударяются почти лоб в лоб и объединяются. В результате возникают разлетающиеся в противоположные стороны адронные пучки, названные струями. Но детекторы PHENIX и STAR регистрируют лишь один из них. Одиночная струя свидетельствуют о том, что индивидуальные кварки и глюоны действительно столкнулись при высокой энергии. Но куда же пропадает другая струя? Отскочивший кварк или глюон, должно быть, вонзается в только что образовавшуюся горячую плотную среду, и его высокая энергия рассеивается во множестве столкновений с окружающими менее энергичными кварками и глюонами. Аналогичную картину можно наблюдать, если выстрелить в толстый столб воды: пуля не сможет пройти его насквозь, потому что практически вся ее энергия будет поглощена медленными молекулами.

    Признаки того, что кварк-глюонная среда ведет себя как жидкость, наблюдались еще в ранних экспериментах на RHIC. В не идеально центральных столкновениях (наиболее частый случай) распределение вылетающих адронов, достигающих детектора, имеет форму эллипса. Более энергичные адроны движутся преимущественно в пределах плоскости взаимодействия, а не под прямым углом к ней. Эллиптическое распределение свидетельствует о том, что в кварк-глюонной среде действуют существенные градиенты давления, и что свободные кварки и глюоны, из которых образовались разлетающиеся адроны, ведут себя как коллектив частиц, т.е. как жидкость, а не как газ. Из газа адроны вылетали бы равномерно во всех направлениях.

    Если кварк-глюонная среда обладает свойствами жидкости, значит, вырвавшиеся на волю частицы довольно интенсивно взаимодействуют друг с другом. Уменьшение силы такого взаимодействия (вызванное асимптотической свободой в КХД) перекрывается резким увеличением количества выпущенных частиц. Все происходит так, как если бы заключенные вырвались из тюремных камер и оказались в толпе других беглецов. Получающаяся толчея сильно связанных частиц почти ничем не отличается от жидкости. Это противоречит наивной теоретической картине, в которой рассматриваемая среда изображается как почти идеальный газ. При более подробном изучении особенностей эллиптической асимметрии выясняется, что кварк-глюонная среда практически лишена вязкости и поэтому представляет собой самую идеальную из всех известных жидкостей.

    ДЕЙСТВИТЕЛЬНО ПЛОТНАЯ ЖИДКОСТЬ

    О том, что кварк-глюонная среда ведет себя как жидкость, свидетельствуют два явления: подавление струи частиц и эллиптическое распределение потока. Подавление струи говорит о том, что кварки и глюоны плотно упакованы, а эллиптический поток не наблюдался бы, если бы среда вела себя как газ

    О том, что кварк-глюонная среда ведет себя как жидкость, свидетельствуют два явления: подавление струи частиц и эллиптическое распределение потока. Подавление струи говорит о том, что кварки и глюоны плотно упакованы, а эллиптический поток не наблюдался бы, если бы среда вела себя как газ

    Зарождающаяся теория

    Расчет сильных взаимодействий, происходящих в жидкости из кварков и глюонов, сжатой до невообразимой плотности и стремительно расширяющейся во все стороны почти со скоростью света, произвести чрезвычайно сложно. Например, можно попробовать решить уравнения КХД «в лоб», используя огромный массив специализированных микропроцессоров. Это так называемый метод решетки КХД, когда пространство представляется в виде дискретных узлов, в которых уравнения КХД решаются последовательными приближениями.

    Описанным способом теоретики рассчитали зависимость давления и плотности энергии от температуры и пришли к выводу, что оба параметра резко возрастают, когда адроны превращаются в среду из кварков и глюонов. Но лучше всего данный метод подходит для решения статических задач, когда среда находится в термодинамическом равновесии и не изменяется так стремительно, как в мини-взрывах на RHIC. Даже самые сложные вычисления на решетке КХД не позволяют определить такие динамические особенности, как гашение струи и вязкость. Ожидаемая вязкость системы сильно взаимодействующих частиц весьма мала, но по требованиям квантовой механики она не может в точности равняться нулю. Определить, насколько низкой она может быть, оказалось на удивление трудно.

    Неожиданно на помощь пришла теория струн. Догадка Хуана Малдасены (Juan Maldacena) из нью-йоркского Института передовых исследований в Принстоне позволила установить связь между теорией струн в искривленном пятимерном пространстве и КХД-подобной теорией частиц, существующих на его четырехмерной границе (см.: Малдасена Х. Иллюзия гравитации // ВМН, № 2, 2006.). Обе теории математически эквивалентны несмотря на то, что описывают принципиально разные физические реальности. Когда силы КХД набирают мощь, соответствующая теория струн упрощается, и ее уравнения решаются сравнительно просто. У величин, которые трудно вычислить в рамках КХД, есть соответствия в теории струн, которые намного легче истолковать (например, вязкости соответствует поглощение гравитационных волн черной дырой). Такой подход позволил вычислить нижний предел удельной вязкости, который составляет примерно одну десятую удельной вязкости сверхтекучего гелия. Весьма возможно, что теория струн поможет понять, как кварки и глюоны вели себя в первые микросекунды после Большого взрыва.

    Планы на будущее

    Удивительно, что самая горячая, самая плотная материя из когда-либо встречавшихся превосходит все известные жидкости по степени идеальности. Понять, как и почему это происходит, — главная задача физиков, работающих на RHIC. Результаты экспериментов вынуждают теоретиков пересматривать свои взгляды на свойства материи в ранней Вселенной. Раньше в большинстве вычислений освобожденные кварки и глюоны рассматривались как идеальный газ, а не как жидкость. Теории КХД и асимптотической свободы ничто не грозит: нет никаких данных, заставляющих сомневаться в фундаментальных уравнениях. Однако можно обсуждать методы и упрощающие предположения, используемые теоретиками, чтобы делать выводы из уравнений.

    Чтобы решить эти проблемы, экспериментаторы изучают различные виды кварков, возникающих в мини-взрывах, особенно их более тяжелые разновидности. Когда в 1964 г. впервые были предсказаны кварки, предполагалось, что существуют три их вида: верхний (u), нижний (d) и странный (s) с массами на больше 0,15 ГэВ. Именно эти три разновидности кварков и антикварков в изобилии и примерно в равных количествах возникают во время столкновений на RHIC. Еще два кварка, названные очарованным (c) и красивым (b), были обнаружены в 1970-х гг. и имеют намного б льшие массы: 1,6 ГэВ и 5 ГэВ соответственно. Поскольку для создания тяжелых кварков требуется существенно больше энергии (E = mc2), они в мини-взрывах появляются раньше (когда плотности энергии выше) и намного реже. Поэтому они — ценные индикаторы формы потоков и других свойств, присущих ранним стадиям эволюции мини-взрыва.

    Установки PHENIX и STAR хорошо подходят для подробных исследований, потому что в них можно обнаруживать электроны высокой энергии и мюоны, которые часто возникают при распадах тяжелых кварков. Физики прослеживают траектории этих и других продуктов распада и получают важную информацию о тяжелых кварках, из которых они возникли. По распределению потока и поведению тяжелые кварки могут отличаться от своих гораздо чаще встречающих «родственников». Измерение таких различий поможет определить точную величину остаточной вязкости.

    Детектор ALICE начнет работать на Большом адронном коллайдере в CERN в 2008 г. Он будет анализировать столкновения ядер свинца, происходящие с энергией приблизительно в 50 раз большей, чем в мини-взрывах на RHIC
    Детектор ALICE начнет работать на Большом адронном коллайдере в CERN в 2008 г. Он будет анализировать столкновения ядер свинца, происходящие с энергией приблизительно в 50 раз большей, чем в мини-взрывах на RHIC


    Очарованные кварки имеют другую особенность, полезную для исследования кварк-глюонной среды. Обычно около 1% из них возникают в тесной связи с очарованными антикварками, образуя нейтральную частицу, названную $J/\Psi$. Расстояние между двумя партнерами не превышает трети радиуса протона, так что частота появления $J/\Psi$ должна быть чувствительной к силе, действующей между кварками на малых расстояниях. Ожидается, что последняя должна уменьшаться с расстоянием, т.к. окружающий рой легких кварков и глюонов будет экранировать очарованные кварки и антикварки друг от друга, что приведет к снижению частоты появления $J/\Psi$. Результаты, полученные на установке PHENIX, указывают, что частицы $J/\Psi$ действительно как бы растворены в жидкости (нечто подобное наблюдалось в CERN). Еще большее подавление «рождаемости» $J/\Psi$, по-видимому, должно происходить на RHIC из-за более высоких плотностей. Однако первые результаты показывают, что при таких плотностях может появиться конкурирующий механизм, например, преобразование $J/\Psi$ в другие частицы. Чтобы разгадать загадку, необходимо найти другие пары тяжелых кварков и посмотреть, подавляется ли их возникновение, и каким образом это происходит.

    Другой подход заключается в попытке обнаружить кварк-глюонную жидкость по ее собственному свечению. Адское варево должно кратковременно светиться, словно вспышка молнии, потому что оно испускает фотоны высокой энергии, которые выходят наружу, избежав поглощения в среде. Так же, как астрономы измеряют температуру отдаленной звезды по ее спектру испускания света, физики пробуют использовать энергичные фотоны для выяснения температуры кварк-глюонной жидкости. Но сейчас измерение спектра чрезвычайно затруднено, т.к. при распадах нейтральных пионов возникает множество фотонов. И хотя они появляются намного позже обратного преобразования кварк-глюонной жидкости в адроны, все же фотоны, достигающие детекторов, выглядят одинаково.

    Многие физики готовятся к достижению следующего энергетического рубежа на Большом адронном коллайдере (LHC) в CERN. Ожидается, что в скором времени (уже начались) начнутся эксперименты по наблюдению столкновений ядер свинца при суммарной энергии свыше 1 млн. ГэВ. Международная команда из более тысячи физиков, построившая гигантский детектор ALICE, сочетающий возможности детекторов PHENIX и STAR. В мини-взрывах, которые происходят на LHC, кратковременно достигаеться в несколько раз большая плотность энергии, чем в столкновениях на RHIC, а температуры намного превосходят 1013 °C.

    Чрезвычайно интересен вопрос, сохранится ли обнаруженное на RHIC сходство с жидкостью при более высоких температурах и плотностях энергии, которые будут получены на LHC. Некоторые теоретики предполагают, что сила, действующая между кварками, станет слабой, как только их средняя энергия превысит 1 ГэВ, и что кварк-глюонная плазма все же начнет вести себя как газ. Другие исследователи не разделяют такого оптимизма. Они утверждают, что при более высоких энергиях КХД-сила убывает недостаточно быстро, и поэтому кварки и глюоны останутся сильно связанными, словно молекулы жидкости. Остается ждать новых экспериментов, которые могут преподнести нам еще множество сюрпризов.


    ОБ АВТОРАХ

    Майкл Райордэн (Michael Riordan) преподает историю физики в Стэнфордском университете и в Калифорнийском университете в Санта­Крус, где занимает должность адъюнкт-профессора физики. Уильям Зэйц (William A. Zajc) — профессор физики в Колумбийском университете, последние 8 лет — научный руководитель проекта PHENIX, в котором участвуют более 400 ученых из 13 стран.

    В мире науки, август 2006

    28 Июля 2011, 5:08    Oleg    7232    0

    Нет комментариев.

    Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите или зарегистрируйтесь пожалуйста.