Na saite Astrometriya Astronomicheskie instrumenty Astronomicheskoe obrazovanie Astrofizika Istoriya astronomii Kosmonavtika, issledovanie kosmosa Lyubitel'skaya astronomiya Planety i Solnechnaya sistema Solnce

Novyi vzglyad na pervye mgnoveniya sushestvovaniya Vselennoi
25.04.2005 10:05 | E. E. Onishenko/scientific.ru

Eksperimenty uchenyh iz Brukhevenskoi nacional'noi laboratorii SShA pokazyvayut, chto nashi predstavleniya o pervyh mgnoveniyah sushestvovaniya Vselennoi dolzhny izmenit'sya: gipoteticheskuyu kvark-glyuonnuyu plazmu sleduet rassmatrivat' skoree kak zhidkost', chem kak sobstvenno plazmu.

Soglasno sovremennym predstavleniyam, v pervye mikrosekundy sushestvovaniya Vselennoi ona nahodilas' v sovershenno neobychnom, prakticheski ne izuchennom eksperimental'no sostoyanii, nazyvaemom kvark-glyuonnoi plazmoi. Elementarnye zaryazhennye chasticy - kvarki yavlyayutsya sostavnymi chastyami vseh adronov (barionov - protonov, neitronov - i mezonov), a neitral'nye chasticy glyuony yavlyayutsya perenoschikami sil'nogo vzaimodeistviya, kotorye obespechivayut "skleivanie" kvarkov v adrony. V nastoyashee vremya kvarki vstrechayutsya tol'ko v svyazannom sostoyanii, odnako v pervye mgnoveniya zhizni Vselennoi, kogda eti chasticy tol'ko-tol'ko obrazovalis', oni nahodilis' v svobodnom (gazoobraznom) sostoyanii. Nel'zya, pravda, isklyuchit', chto i seichas vstrechayutsya ob'ekty, v kotoryh kvarki i glyuony sushestvuyut v "pervozdannom" vide - rech' idet o tak nazyvaemyh "kvarkovyh zvezdah" .

Odnako eksperimental'noe issledovanie takogo gipoteticheskogo sostoyaniya materii stalkivaetsya s ogromnymi trudnostyami: vo vremya sushestvovaniya kvark-glyuonnoi plazmy Vselennaya byla ochen' goryachei - ee temperatura prevyshala 10¹² K (eto na neskol'ko poryadkov vyshe, chem temperatura v nedrah samyh goryachih zvezd). Realizovat' prigodnye dlya sushestvovaniya kvark glyuonnoi plazmy usloviya seichas mozhno edinstvennym obrazom - ispol'zuya uskoriteli na vstrechnyh puchkah (kollaidery). Uchenye polagayut, chto pri dostatochno bol'shih energiyah stalkivayushihsya ionov protony i neitrony, iz kotoryh oni sostoyat, na korotkoe vremya mogut prevrashat'sya v kvark-glyuonnuyu plazmu. Popytki poluchit' i issledovat' kvark-glyuonnuyu plazmu v poslednie gody intensivno vedutsya v Brukhevenskoi nacional'noi laboratorii (SShA) na RHIC (relyativistskom kollaidere tyazhelyh ionov). V etih eksperimentah ispol'zuyutsya tyazhelye iony zolota.

Ris. 1. A - shematicheskoe izobrazhenie kvark-glyuonnoi plazmy, B - shematicheskoe izobrazhenie kvark-glyuonnoi zhidkosti.

Interpretiruya rezul'taty eksperimentov, amerikanskie uchenye ran'she vyskazyvali predpolozhenie, chto im deistvitel'no udalos' nablyudat' kvark-glyuonnuyu plazmu, kotoraya sushestvuet pri temperature poryadka 2 trillionov kel'vinov. Poslednie soobsheniya iz Brukhevenskoi laboratorii eshe interesnee: issledovateli soobshayut, chto im deistvitel'no udalos' nablyudat' kvark-glyuonnoe sostoyanie materii, sushestvuyushee poryadka 10^-23 sekundy, odnako ono napominaet ne gaz, a ... zhidkost'. T.e., nesmotrya na ekstremal'no vysokie temperatury, kvarki dostatochno sil'no svyazany mezhdu soboi (ris. 1) i ih dvizhenie napominaet skoree dvizhenie atomov v zhidkosti, a ne v gaze (sm. takzhe animaciyu na saite Brukhevenskoi laboratorii – "gaz", "zhidkost'"). Kvark-glyuonnaya zhidkost', s popravkoi na masshtaby i temperatury, ochen' pohozha na obychnye zhidkosti, takie kak voda: ona imeet dostatochno nizkuyu vyazkost' i obladaet vysokoi stepen'yu odnorodnosti. Poluchennye rezul'taty svidetel'stvuyut o tom, chto sila vzaimodeistviya mezhdu kvarkami i glyuonami znachitel'no sil'nee, chem polagali ran'she.

Teper' uchenye planiruyut issledovat' sostoyanie etoi samoi neobychnoi iz sushestvuyushih vo Vselennoi zhidkostei, pytayas' opredelit' takie ee parametry, kak vyazkost', temploemkost' i skorost' zvuka v kvarkovoi zhidkosti. Odnako ser'eznym prepyatstviem na puti issledovatelei mozhet stat' sokrashenie finansirovaniya, chto vynuzhdaet ih sushestvenno sokratit' vremya eksperimentov - s 30 nedel' do 12 nedel' v budushem godu.

Istochnik novosti – Nature News.

Publikacii s klyuchevymi slovami: Kosmologiya - Bol'shoi Vzryv - kvark-glyuonnaya plazma Publikacii so slovami: Kosmologiya - Bol'shoi Vzryv - kvark-glyuonnaya plazma
Sm. takzhe: Razlozhenie dalekogo sveta Formirovanie galaktik v magnitnoi Vselennoi "Effekty" Zel'dovicha, zapechatlennye na nashem nebe Sverhnovaya 1994D i neozhidannaya Vselennaya Kuda smeshaetsya krasnoe smeshenie? Samaya dalekaya sverhnovaya tipa Ia Rashid Alievich Syunyaev (k semidesyatiletiyu so dnya rozhdeniya) Vse publikacii na tu zhe temu >>