Учёные, работающие на Большом адронном коллайдере (БАК), получили новые важные доказательства коллективного поведения частиц, рождающихся в столкновениях тяжёлых ионов. Эти результаты, раскрывающие природу так называемого радиального расширения "супа" из кварков и глюонов, подтверждают его жидкостные свойства и дополняют картину, начатую более двадцати лет назад.
Исследование, проведённое коллаборацией ATLAS на БАК, фокусировалось на изучении радиального потока частиц. Этот тип потока, в отличие от открытого ранее эллиптического, имеет другое геометрическое происхождение и чувствителен к иному типу вязкости в кварк-глюонной плазме (КГП) — экстремальному состоянию материи, воссоздаваемому в этих столкновениях и аналогичному состоянию Вселенной сразу после Большого взрыва.
Джаньюн Цзя, физик из Университета Стоуни-Брук и Брукхейвенской национальной лаборатории, ведущий автор нового анализа ATLAS, пояснил, что именно ранние измерения коллективного потока частиц привели к открытию кварк-глюонной плазмы на Релятивистском коллайдере тяжёлых ионов (RHIC). Новые результаты, по его словам, подтверждают жидкообразную природу КГП, но и открывают нечто новое.
Результаты ATLAS подтверждаются независимыми измерениями другой экспериментальной установки БАК — ALICE, которая проанализировала аналогичные столкновения комплементарным методом. Обе научные группы опубликовали свои выводы в одном выпуске журнала Physical Review Letters.
Питер Стейнберг, физик из Брукхейвенской лаборатории и соавтор статьи ATLAS, отметил, что эти измерения радиального потока завершают историю, начатую с самого момента запуска RHIC. Первые данные с RHIC, полученные в 2001 году, выявили эллиптическое распределение потока частиц, которое объяснялось асимметричной эллиптической формой области столкновения ионов. Это свидетельствовало о сильном взаимодействии между освобождёнными кварками и глюонами и указывало на образование почти идеальной жидкости с чрезвычайно низкой сдвиговой вязкостью. Новые данные о радиальном потоке, обусловленном давлением, возникающим в результате экстремальных условий столкновения, дают более полное понимание свойств этого уникального состояния материи.