Прошло исследование ученых MIT: «первичный бульон» Вселенной был жидким

Исследователи из Массачусетского технологического института впервые получили прямые экспериментальные доказательства того, что кварки, проходя через кварк-глюонную плазму, оставляют за собой вихревые следы. Это открытие подтверждает, что так называемый первичный бульон ранней Вселенной вел себя как жидкость, а не как хаотический набор отдельных частиц. Результаты работы опубликованы в научном журнале Physics Letters.

В первые микросекунды после Большого взрыва Вселенная представляла собой сверхгорячую среду, заполненную кварками и глюонами при температурах в триллионы градусов. Эта кварк-глюонная плазма существовала крайне недолго, прежде чем элементарные частицы объединились в протоны, нейтроны и другие составляющие материи. Современные физики воспроизводят подобные условия в лабораториях ЦЕРНа, сталкивая тяжелые ионы на околосветовых скоростях и анализируя возникающие кратковременные «капли» плазмы с помощью сложных детекторов и вычислительных алгоритмов.

В ходе исследования ученые обнаружили, что движущиеся кварки формируют за собой вихревые структуры, напоминающие рябь на поверхности воды. Для точных наблюдений использовались Z-бозоны — частицы, которые практически не взаимодействуют с плазмой. Это позволило зафиксировать именно след кварка, а не искажения, вызванные средой. В общей сложности было проанализировано около 13 миллиардов столкновений, из которых отобрали примерно 2000 событий с участием Z-бозона, обеспечивших необходимую точность измерений.

Полученные данные подтвердили предсказания гибридной теоретической модели, разработанной профессором Кришной Раджагопалом из MIT. Благодаря этому подходу ученые смогли оценить ключевые свойства кварк-глюонной плазмы, включая ее плотность, вязкость и характер взаимодействия частиц при экстремальных температурах.

Исследование открывает новые возможности для изучения ранней Вселенной. Впервые физики получили инструмент, позволяющий рассматривать первичный бульон не абстрактно, а как реальную жидкую среду с измеримыми параметрами, что может существенно углубить понимание процессов, происходивших в первые мгновения существования космоса.