Фізики створюють найшвидший вихор у Всесвіті

Кварк-глюонова плазма має найбільшу силу вихору з усіх відомих рідин

Кварково-глюонова плазма - це не тільки найрідкіша рідина в космосі, вона також може обертатися швидше, ніж будь-що інше. Ось схематичний вигляд плазми під час зіткнення свинцю в LHC. © CERN
читати вголос

Новий рекорд для космічного споконвічного супу: плазмова глюонова плазма - це не тільки рідина Всесвіту, вона також обертається швидше, ніж будь-які відомі носії. Зіткнення прискорювачів частинок виявляють, що ця недовговічна і надзвичайно гаряча плазма може обертатися десять трильйонів разів на секунду - такий вихор вимірювався без іншої рідини, про що повідомляють дослідники в журналі "Nature".

Кварково-глюонова плазма була в певному сенсі «первісною супою» космосу: через кілька мільйонів секунди після Великого вибуху кварки та глюони вільно рухалися навколо нього. Лише коли Всесвіт охолола, вони збиралися в протони, нейтрони та інші будівельні блоки речовини. У прискорювачах частинок, таких як Великий адронний колайдер (LHC) в ЦЕРН або Релятивістський важкий іонний колайдер (RHIC) у Брукхейвені, цей космічний первинний суп все ще може вироблятися на частку секунди.

Плазма з кварковою глюоном виявляється все більш екзотичною - і досить рекордною. Таким чином, зіткнення частинок вже виявило, що ця плазма великого удару є найбільш рідкою рідиною у Всесвіті: в ній не виникає тертя, і її в'язкість може бути навіть нижчою раніше прийнятої абсолютної нижньої межі.

Міні-вихор у прискорювачі частинок

Фізики виявили черговий запис кварк-глюонної плазми на детекторі STAR RHIC. Для свого експерименту вони прискорили і зіткнулися золотими сердечниками до 99 відсотків швидкості світла. "У більшості цих зіткнень частинки не потрапляють одна в одну фронтально, а збоку", - пояснюють дослідники. Це дає отриманій плазмі імпульс.

Але наскільки швидко може обертатися «ідеальна рідина»? Для визначення вихровості кварково-глюонної плазми фізики проаналізували поляризацію певних продуктів розпаду в детекторі STAR. "Ми шукаємо спеціально для так званих лямбда-гіперонів - обертових частинок, які розпадаються на протони та піони", - пояснює Ернст Сіхтерманн із співробітництва STAR. дисплей

Розпад гіперону лямбда в протоні та піоні перешкоджає обертанню кварк-глюонної плазми Національна лабораторія Брукхейвена

Швидше за все

Результат: Після його запуску плазма кварк-глюона обертається десять трильйонів разів на секунду. Швидше, ніж будь-яка інша відома рідина. "Це набагато переважає плинність всіх рідин від обертових центрів торнадо до Великої Червоної плями Юпітера до кружляння надлишкового гелію", - кажуть дослідники.

Таким чином, плазмова глюонова плазма встановила ще один рекорд. "Найдосконаліша рідина з найнижчою в'язкістю також має найбільшу кількість викривлення хребта", - каже Майкл Ліза з Університету штату Огайо. Вихровість кварк-глюонної плазми явно перевищує навіть теоретично передбачувані значення.

Вир без гальма

Химерний побічний ефект: Оскільки глюонова плазма кварка не має внутрішнього тертя, її обертання не уповільнене. "Після того, як ви її крутите, вона продовжує крутитися", - каже Ліза. "Його низька в'язкість дозволяє зберегти хребці".

Нові знахідки є захоплюючими тому, що поведінка та характеристики плазми кварк-глюону надають інформацію про походження першої речовини після Великого вибуху, а отже, і про процеси, які зробили всесвіт, що це сьогодні. (Природа, 2017; doi: 10.1038 / nature23004)

(Національна лабораторія Брукхейвена, 04.08.2017 - НВО)