Коллектив исследователей из ЦЕРН, работавший на Большом адронном коллайдере, получил первые экспериментальные данные, подтверждающие гипотезу о жидкостных свойствах кварк-глюонной плазмы. Эта экзотическая форма материи, существовавшая в первые микросекунды после Большого взрыва, характеризуется высокой температурой, плотностью и интенсивным взаимодействием кварков и глюонов.
В ходе эксперимента учёные наблюдали образование волн, аналогичных волнам, создаваемым лодкой на поверхности воды, при прохождении кварков через раскалённую кварк-глюонную плазму. Это наблюдение напрямую подтверждает теоретические модели, которые описывают кварк-глюонную плазму как обладающую жидкостными характеристиками.
Кварк-глюонная плазма возникает в результате столкновений тяжёлых ионов, разогнанных до релятивистских скоростей. В этом состоянии кварки и глюоны освобождаются из протонов и нейтронов, формируя сверхгорячую и сверхплотную среду. Ранее учёные предполагали, что данная материя должна реагировать на частицы, проникающие через неё, подобно жидкости, однако прямое экспериментальное подтверждение этого предположения представляло собой сложную задачу.
Для решения этой задачи группа физиков из Массачусетского технологического института применила метод маркировки кварков нейтральными Z-бозонами, практически не взаимодействующими с плазмой. Это позволило учёным более точно фиксировать следы кварков в плазме, что существенно повысило точность экспериментальных данных.
В процессе анализа данных, полученных в результате 13 миллиардов столкновений тяжёлых ионов, было отобрано около 2000 событий, в которых происходило рождение Z-бозонов. Исследователи зафиксировали возникновение энергетических следов, указывающих на наличие «всплесков и завихрений» в направлении, противоположном движению Z-бозонов. Эти результаты подтверждают теоретические модели, предложенные Кришной Раджагопалом из МТИ.
Таким образом, экспериментальные данные подтверждают высокую плотность кварк-глюонной плазмы и её способность создавать «брызги и завихрения» при взаимодействии с проходящими через неё кварками. Это свидетельствует о её жидкостных свойствах и сходстве с первоначальным «бульоном» Вселенной, существовавшим в первые микросекунды после Большого взрыва.