Фізики удосконалили моделі зіткнень частинок, що дозволило глибше зрозуміти кварк-глюонну плазму — матерію, яка існувала в перші миті після Великого вибуху. Нові комп’ютерні моделі представляють собою потужний інструмент для дослідження раннього Всесвіту, адже вони допомагають вивчати це особливе, надзвичайно гаряче та густе явище.
Дослідження, яке опубліковане в журналі Physical Review Letters, показує, як при зіткненні ядер атомів на швидкостях, близьких до світлових, протони й нейтрони розділяються, вивільняючи кварки й глюони — основні складові матерії. Так виникає кварк-глюонна плазма, яку вчені намагаються дослідити.
Аби краще зрозуміти цю матерію, необхідно визначити початкові умови, такі як форма й енергетична щільність, які виникають під час зіткнень. Без цієї інформації справжні характеристики кварк-глюонної плазми залишаються неочевидними. Тому вчені розробили інноваційні комп’ютерні моделі, щоб зімітувати ці параметри.
В результаті вирішення складних математичних задач, спеціалісти виявили, що структура протонів і атомних ядер змінюється в залежності від енергетики зіткнень. Нові моделі демонструють кращу відповідність з експериментальними даними, що дозволяє отримати докладніше уявлення про походження кварк-глюонної плазми.
На думку дослідників, це дослідження суттєво просуває розуміння того, як ядерна матерія взаємодіє в екстремальних умовах, подібних тим, які спостерігалися у безпосередньому післясвітлі Великого вибуху. Покращена точність комп’ютерних моделей сприяє більш точним вимірюванням властивостей кварк-глюонної плазми.
Нові моделі краще координуються з результатами експериментів, що проводяться на прискорювачах частинок у Брукхейвенській національній лабораторії та в ЦЕРН. Поєднуючи експериментальні дані з теоретичними розрахунками, дослідники наближаються до розгадки таємниць кварк-глюонної плазми і виникнення матерії в епоху після Великого вибуху.
Науковці також очікують запуск нового електронно-іонного колайдера в Брукхейвенській національній лабораторії, який має ще більше підвищити рівень розуміння властивостей кварк-глюонної плазми. Таким чином, дослідження продовжує підтверджувати нові теорії про універсальний розвиток.
