Ученые полагают, что они создали наименьшие капли жидкости, которые когда-либо существовали, размером от трех до пяти протонов. Капли были созданы в самом большом в мире ускорителе, Большом андронном коллайдере (БАК) в Швейцарии, где частицы разгоняют почти до скорости света, а затем сталкивают их. Когда исследователи сталкивали протоны с ядрами свинца, они с удивлением обнаружили, что в результате образовались крохотные капли жидкости.
Эти капли очень малы, примерно составляет 1/100,000 размера атома водорода или 1/100,000,000 обычного вируса.
Ученые полагают, что капельки являются жидкостью, потому что по свойствам их движение больше напоминает жидкость, чем любое другое состояние вещества.
“Этим открытием мы, похоже, можем наблюдать источник коллективного поведения”, – заявила Джулия Велковская, физик Университета Вандербильта. “Независимо от того, какое вещество мы используем, столкновение должно быть сильным настолько, чтобы в результате образовалось около 50 субатомных частиц, и только тогда мы можем наблюдать коллективное поведение, как у жидкого вещества”, – добавила Велковская, которая является участником программы исследования тяжелых ионов с помощью детектора элементарных частиц CMS, эксперимента в БАК, при котором и образовались капли.
На самом деле, капли, похоже, являются крохотными частицами одной из самых горячих из известных жидкостей, которая называется кварк-глюонной плазмой. Эта плазма, по существу суп из кварков и глюонов (субатомных составляющих протонов и нейтронов, которые составляют атомное ядро), была получена ранее в БАК и других ускорителях частиц.
Когда кварк-глюонная плазма была впервые обнаружена в начале 2000 года в Релятивистском коллайдере тяжелых ионов Брукленской национальной лаборатории на острове Лонг-Айленд, физики изначально полагали, что она по свойствам будет сходна с газом. Вместо этого, были обнаружены свойства жидкости. Ученые думают, что эта плазма представляет собой состояние Вселенной в первые моменты после Большого Взрыва, когда Вселенная была чрезвычайно горячей и сжатой.
Первая искусственная кварк-глюонная плазма была получена в результате столкновения двух ядер золота, а позже вновь добыта с помощью ядер свинца. Исследователи в детекторе CMS хотели проверить, образуется ли кварк-глюонная плазма при столкновении ядра свинца с протоном, который составляет лишь 1/208 массы свинца; они полагали, что эти удары не будут обладать энергией, достаточной для образования плазмы.
“Столкновение протона с ядром свинца походит на выстрел пули в яблоко, в то время как столкновение ядер свинца на столкновение двух яблок: в последнем высвобождается намного больше энергии”, – пояснила Велковская. Результаты эксперимента оказались неожиданными. В 5 процентах случаев столкновений – тех, которые были наиболее сильными – было высвобождено достаточно энергии в “пулевом отверстии”, когда протон прошил насквозь ядро свинца, в котором несколько протонов и нейтронов в результате расплавились. Эта материя, похоже, образовала капли жидкости, размером в одну десятую размера порции кварк-глюонной плазмы, полученной в результате столкновений ядер свинца и золота.
Кварк-глюонная плазма до сих пор плохо изучена, и ученые не могут быть абсолютно уверены в том, что они наблюдали капли жидкости. Исследователи заявили, что дальнейшие тесты должны помочь отличить эту версию от других возможных объяснений результатов опытов.
Велковская и ее коллеги дали детальный отчет их открытия в научной работе опубликованной в журнале Physics Letters B.
По данным – news.yahoo.com
