Йоктосекунды: 2. Столкновение тяжелых ядер

Стадии, через которые проходит материя при столкновении двух ядер очень большой энергии. Вся эта череда превращений разворачивается на масштабах в йоктосекунды

Пожалуй, самым интересным явлением, которое попадает в йоктосекундный интервал, является столкновение лоб в лоб двух тяжелых ядер большой энергии. Как показали эксперименты на специальных коллайдерах тяжелых ионов, такое столкновение протекает в несколько этапов, и за времена порядка йоктосекунд ядерная материя испытывает необычные превращения.

Начинается всё с того, что после первоначального прохождения ядер друг сквозь друга их внутренности нарушаются. На это уходят доли йоктосекунды. Заметьте, это время получается даже меньше, чем опорный масштаб времени, полученный на прошлой страничке! Противоречия здесь нет: так получается потому, что при околосветовых скоростях продольные длины тел сокращаются с нашей, лабораторной точки зрения. Ядра становятся этакими тонкими и плоскими «блинами» ядерной материи, которые плашмя сталкиваются друг с другом.

Далее, в пространстве между пролетевшими ядрами возникает сложное состояние поля, которое даже и материей пока нельзя назвать. Это промежуточное состояние вещества, вокруг которого физики до сих пор ведут дебаты, называется глазма. Кстати, и первоначальное состояние ядерной материи до столкновения тоже является предметом активного обсуждения, и в рамках одной широко распространенной модели оно называется красивым термином «конденсат цветового стекла».

Спустя десяток йоктосекунд глазма превращается в кварк-глюонную плазму — сверхгорячую жидкость, состоящую из кварков и глюонов. Почувствуйте, насколько необычна эта материя! В этом состоянии нет ни атомов, ни ядер, ни даже отдельных протонов и нейтронов — они при таких температурах (а это триллионы градусов) просто плавятся. Есть просто «бульон» из их «исходников». А уже затем, спустя несколько десятков йоктосекунд, кварк-глюонная плазма остывает и начинает превращаться в протоны, нейтроны и многочисленные прочие адроны. После этого происходит обычный разлет рожденных частиц.

Изучение этого сверхкороткого, но насыщенного событиями процесса — одна из научных задач Большого адронного коллайдера. Чуть подробнее о ней можно прочитать на страничке, посвященной «ядерным задачам» коллайдера. Некоторые промежуточные итоги исследований описаны на страничке Результаты изучения ядерных столкновений.


Вглубь йоктосекунды На границе известного

Оставить комментарий