Физики из Фуданьского университета обнаружили, что ускорение — наряду с завихренностью и электромагнитными полями — может быть недооцененной силой, управляющей поведением кварк-глюонной плазмы, экстремально горячего состояния вещества, возникающего при столкновении атомных ядер на скоростях, близких к световой. Результаты опубликованы в журнале Nuclear Science and Techniques (NST).
Когда ядра сталкиваются на околосветовой скорости, на мгновение возникает кварк-глюонная плазма — вещество, в котором кварки и глюоны движутся свободно, ведет себя как почти идеальная жидкость и позволяет изучать условия, похожие на те, что существовали вскоре после Большого взрыва. Ученые под руководством профессоров Юй-Гана Ма и Сюй-Гуана Хуана объединили две модели переноса частиц с методом гауссова сглаживания, чтобы отследить ускорение плазмы при энергиях столкновений от 3,5 ГэВ до 2,76 ТэВ.
«Ускорение — это не просто кинематическая деталь, оно может выступать термодинамическим управляющим параметром кварк-глюонной материи», — пояснил профессор Хуан. Расчеты показали, что пиковое ускорение достигает нескольких сотен МэВ как при низких, так и при высоких энергиях столкновений, а самое сильное поперечное ускорение направлено наружу и концентрируется у внешней границы огненного шара плазмы.
При низких энергиях столкновений ядерное торможение сначала замедляет вещество, вызывая эффект, подобный отрицательному ускорению; при ультрарелятивистских энергиях ядра проходят друг сквозь друга настолько быстро, что вызывают кратковременные, но интенсивные импульсы ускорения.
Ученые предполагают, что через эффект Унру ускорение в несколько сотен МэВ может восприниматься подобно температуре, близкой к температуре перехода в физике сильных взаимодействий — это добавляет к фазовой диаграмме кварк-глюонной материи новую «ось ускорения», которая способна влиять на спины частиц. Команда планирует включить более реалистичную гидродинамическую эволюцию в расчеты и искать экспериментальные сигналы, которые подтвердят влияние ускорения на реальных коллайдерах.
Ранее физики вычислили срок существования развитых цивилизаций.