На Большом адронном коллайдере впервые столкнули ядра ксенона

Тяжелые ядра на БАКе сталкивают, чтобы изучать кварк-глюонную плазму – состояние вещества, при котором кварки и глюоны не связаны в адроны (нейтроны и протоны), а существуют по отдельности. В таком состоянии находилось все вещество Вселенной в первые мгновения после Большого взрыва.

Ксенон – это благородный газ, в крайне малых количествах он содержится в атмосфере Земли (0,00004% по массе). Ядра свинца, которые обычно сталкивают в коллайдере, состоят из 82 протонов, а у ксенона их всего 54, поэтому капли кварк-глюонной плазмы, которые образовались в результате столкновения ускоренных ионов ⁵⁴Xe, были меньшего размера, чем при столкновении ядер свинца. Последствия столкновений регистрировали четыре детектора БАК – ALICE, ATLAS, LHCb и CMS, сообщает пресс-релиз CERN.

Лишенные электронов ядра поступили в кольцо Большого адронного коллайдера из ускорителей коллаборации NA61/SHINE. Главной целью эксперимента стало определение критической энергии, необходимой для образования кварк-глюонной плазмы.

Чтобы выделить кварки из адронов (протонов и нейтронов), нужно приложить энергию больше энергии сильного взаимодействия, которое удерживает кварки в составе адронов. Если энергии недостаточно, попытка вырвать кварк из адрона закончится рождением из вакуума антикварка, и от адрона отделится уже не кварк, а мезон – продукт взаимодействия кварка и антикварка. Пороговое значение энергии, необходимое для образования кварк-глюонной плазмы, до сих пор не установлено.