Ассоциация государственных научных центров "НАУКА"
Ассоциация государственных научных центров "НАУКА"
Физики, работающие с Большим адронным коллайдером, обнаружили при столкновении тяжелых ионов и протонов необычный эффект, похожий на тот, который был ранее замечен в протон-протонных и ион-ионных столкновениях. Этот эффект связывали с особым состоянием вещества под названием глазма, однако, в ион-протонных столкновениях физики не ожидали ее увидеть. Препринт работы, которая появится в журнале Physical Review B, доступен на сайте arXiv.org.
Всего ученые из коллаборации CMS проанализировали около 2 миллионов столкновений. В результате им удалось установить, что при разлете частиц с совершенно разными полярными углами (углами между направлением движения возникших в результате столкновения "осколков" частиц и оси столкновения) их азимутальные углы (углы между этими же направления и вертикальной осью) коррелируют, то есть взаимосвязаны.
В 2010 году подобная корреляция была обнаружена при столкновении протонов с протонами и ионов с ионами. Для ее объяснения предлагался следующий механизм: во время движения с почти световой скоростью (именно такие скорости достигаются в коллайдерах) в силу эффектов общей теории относительности частицы сжимаются по направлению движения. В результате с точки зрения внешнего наблюдателя в коллайдере сталкиваются по сути два кварк-глюонных "блина".
Когда два блина встречаются, то они разрушаются не сразу, а сначала пролетают сквозь друг друга. При этом в образовавшемся между ними пространстве возникают глюонные струи. Такое состояние материи физики и назвали глазмой. Спустя некоторое время образуется плотный комок кварк-глюонной плазмы, из которого позже конденсируются более привычные элементарные частицы. При этом, упрощено говоря, глюонные струи ориентированы таким образом, что образовавшиеся при их разрыве частицы имеют схожие азимутальные углы при почти произвольных полярных углах.
Вместе с тем такого рода эффекты возникали в случае объектов одной природы и одного размера. В новом же опыте корреляция была обнаружена в столкновениях ионов и протонов. Предложить объяснение эффекта ученые пока не в состоянии. Один из участников исследования Гантер Роланд рассказал MITnews, что ученые "были удивлены обнаруженным эффектом". Кроме этого, он добавил, что изначально столкновения проводились для оценки фоновых эффектов, которые позже можно было бы отбросить при анализе реальных столкновений.