"Машина Великого вибуху" пройшла випробування із золотом: допоможе розкрити секрет першої плазми

Фізики все ще мають дуже мало інформації про перші мікросекунди існування Всесвіту після Великого вибуху, що стався 13,8 мільярдів років тому. Новий детектор частинок sPHENIX у Брукхейвенській національній лабораторії (США), який пройшов ключове випробування, має допомогти зрозуміти, яким був Всесвіт у найперші миті після Великого вибуху. Стаття з описом результатів випробування опублікована в Journal of High Energy Physics, пише Gizmodo.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

"Машина Великого вибуху" важить 1000 тонн

Детектор sPHENIX встановлено на релятивістському колайдері важких іонів RHIC у Брукхейвенській національній лабораторії (США). Він являє собою установку заввишки з двоповерховий будинок і вагою 1000 тонн. Детектор є оновленою версією детектора частинок PHENIX, який уже знято з експлуатації.

Детектор частинок sPHENIX вловлює і вимірює 15 000 зіткнень частинок на секунду і нещодавно довів свою точність у вимірюванні наслідків зіткнень іонів золота. За словами вчених, sPHENIX успішно пройшов випробування, коректно вловивши і вимірявши рівень енергії іонів золота, що зіштовхуються і рухалися майже зі швидкістю світла. sPHENIX вимірював як кількість, так і енергію частинок, що утворюються під час зіткнення іонів золота. Це означає, що детектор частинок працює так, як потрібно.

Перша плазма після Великого вибуху

За словами фізиків, sPHENIX готовий до подальших досліджень кварк-глюонної плазми. Це екзотичний стан матерії, що існував через частки секунди після Великого вибуху. У міру охолодження Всесвіту ця плазма зникла.

Кварки і глюони є фундаментальними частинками, з яких складаються протони і нейтрони. А з цих частинок складаються ядра атомів. Зазвичай кварки і глюони практично неможливо розділити, якщо тільки вони не перебувають у середовищі з надзвичайно високими температурами і тиском. Саме такі умови існували протягом кількох мікросекунд одразу після Великого вибуху.

У таких умовах кварки і глюони існували в щільній кварк-глюонній плазмі, і релятивістський колайдер важких іонів RHIC намагається відтворити умови цієї плазми. RHIC прискорює пучки частинок до швидкості, близької до швидкості світла, а потім зіштовхує їх. Енергія, що виділяється, може на короткий час утворити кварк-глюонну плазму, яка вважається першим станом матерії після Великого вибуху.

Коли частинки стикаються одна з одною, вони вивільняють дуже багато енергії, і стан кварк-глюонної плазми існує лише близько однієї секстильйонної частки секунди за температури в трильйони градусів Цельсія. Потім ця плазма остигає до стану звичайної матерії.

Секрет екзотичної матерії

За допомогою детектора sPHENIX фізики хочуть відновити властивості кварк-глюонної плазми і зрозуміти, яким був Всесвіт у перші миті після Великого вибуху.

За словами фізиків, детектор sPHENIX схожий на гігантську 3D-камеру, що відстежує кількість, енергію і траєкторії частинок, народжених одним зіткненням. Це вперше дасть змогу досліджувати неймовірно рідкісні фізичні процеси і, можливо, наблизить до розкриття секрету екзотичної матерії, що існувала на самому початку Всесвіту.

Як уже писав Фокус, астрономи виявили вперше галактику з нульовою металічністю, існування якої доводить теорію Великого вибуху.

Також Фокус писав про те, що космічний телескоп NASA виявив, що новий міжзоряний об'єкт схожий на комети Сонячної системи. Астрономи за допомогою телескопа SPHEREx провели дослідження міжзоряної комети 3I/ATLAS. Вчені виявили, що ядро комети оповите хмарою з вуглекислого газу.