В первые мгновения существования Вселенной привычного вещества еще не было. Примерно через миллионную долю секунды после Большого взрыва пространство представляло собой крайне горячую и плотную кварк-глюонную плазму. В таком состоянии кварки и глюоны еще не были объединены в протоны и нейтроны.
Ученые Европейской организации по ядерным исследованиям CERN вместе с международными коллегами смогли получить эту плазму при столкновениях сравнительно легких атомных ядер. Для эксперимента использовали кислород-16 и неон-20, масса которых составляет менее 1/10 массы атома свинца. Результаты работы опубликованы в Physical Review Letters.
Ранее кварк-глюонную плазму в ускорителях обычно изучали при столкновениях тяжелых ядер, в том числе свинца. Новая работа показала, что подобное экстремальное состояние материи может возникать и при столкновениях значительно меньших ядер. Это позволило уточнить, насколько можно уменьшить масштаб эксперимента, сохраняя признаки плазмы.
Кварки входят в состав протонов и нейтронов, из которых состоят атомы и окружающее вещество. Глюоны удерживают кварки вместе. В ранней Вселенной эти частицы находились в горячей плазме, а по мере расширения и охлаждения пространства сформировали более крупные частицы.
Исследователи зафиксировали при столкновениях кислорода и неона сигналы, соответствующие ожидаемому поведению кварк-глюонной плазмы. На короткое время возникшее вещество расширялось коллективно, подобно жидкости, после чего охлаждалось и снова превращалось в частицы. Ученые рассчитывают, что опыт поможет лучше понять свойства материи в первые мгновения существования Вселенной.
