Физики впервые напрямую увидели, как кварки оставляют «волновой след», проходя сквозь раскаленную материю, заполнявшую Вселенную в первые мгновения после Большого взрыва. Это удалось команде Массачусетского технологического института (MIT) на Большом адронном коллайдере. Работа опубликована в журнале Physics Letters B.
Речь идет о кварк-глюонной плазме — состоянии вещества, существовавшем лишь миллионные доли секунды при температурах в триллионы градусов, пока Вселенная не остыла. В этой среде кварки и глюоны не связаны в привычные частицы. Долгое время было неясно, ведёт ли плазма себя как набор независимых частиц или как единая жидкость.
Новые данные подтвердили второе. Пролетая сквозь плазму, кварк создаёт за собой возмущение — подобно тому, как лодка оставляет волны на воде. «Плазма невероятно плотная — настолько, что способна затормозить кварк и порождает всплески и завихрения, как жидкость», — пояснил профессор физики MIT Йен-Цзе Ли.
Чтобы разглядеть этот эффект, физикам пришлось решить сложную задачу. В прежних экспериментах следы от пар «кварк-антикварк» накладывались друг на друга и мешали измерениям. На этот раз учёные использовали в качестве опорных точек Z-бозоны: среди 13 миллиардов столкновений тяжелых ионов подходящими для анализа оказались примерно 2000 событий с рождением таких бозонов, что позволило выделить след одиночного кварка.
Результат важен для понимания того, как вело себя вещество в самую раннюю эпоху Вселенной, и уточняет представления о свойствах кварк-глюонной плазмы — одной из самых экстремальных форм материи, доступных для изучения в лаборатории. Воссоздать подобное состояние вещества можно только в столкновениях частиц на ускорителе: в природе кварк-глюонная плазма сегодня не встречается, а в последний раз в таком виде материя существовала через мгновения после Большого взрыва.
Ранее стали известны лауреаты Нобелевской премии по физике2026 года.