Открыто новое состояние материи — конденсат цветного стекла

Пытаясь раскрыть тайны Вселенной, физики расстреливают протоны высокоэнергетическими частицами с помощью сложного лабораторного оборудования. По словам ученых, это не просто баловство — подобные эксперименты уже раскрыли человечеству глаза на существование особого состояния вещества. Оно называется «конденсат цветного стекла» и было предсказано еще специальной теорией относительности Эйнштейна.

Согласно стандартной модели физики, глюоны являются субатомным клеем, который удерживает вместе 98% видимой материи Вселенной. Благодаря глюонам кварки и антикварки слипаются, образуя протоны и нейтроны. Некоторые эксперименты обнаружили, что при ускорении протонов на скорости, близкой к скорости света, плотность глюонов в них резко возрастает.
«В этих случаях глюоны расщепляются на пары глюонов с более низкими энергиями, которые впоследствии расщепляются на глюоны с еще более низким зарядом и так далее», говорится в заявлении физика Тапиа Такаки из Канзасского университета. Но в какой-то момент глюоны достигают точки, в которой они не способны к дальнейшему расщеплению: состояние вещества, в котором происходит подобное насыщение глюонами ученые и назвали конденсатом цветного стекла.
Ранее это была лишь гипотеза, однако эксперименты Такаки и его коллег доказывают, что эта фаза материи существует на самом деле.
Чтобы проверить свои теории, ученые провели ряд экспериментов на Большом адронном коллайдере CERN и на релятивистском коллайдере тяжелых ионов в Брукхейвенской национальной лаборатории в Нью-Йорке.
В этих экспериментах они стреляли протонами или, в некоторых случаях, ионами свинца мимо друг друга, задавая им ультравысокие скорости. Когда протоны достигают этих скоростей, они создают электромагнитное поле и выделяют фотоны. Когда протоны проносятся мимо друг друга, их фотоны отскакивают от соседних протонов, вызывая реакцию. Подобные ультрапериферические столкновения, как их называют, давно известны ученым, но только недавно помогли наконец понять, как «работают» высокоэнергетические протоны.
Зачем все это нужно? Фотоны обладают уникальной способностью перемещаться через ядро ​​протона и производить множество новых частиц, не разрушая структуру протона. Таким образом создается своеобразное изображение. С его помощью ученые могут детально изучать плотность глюонов в протоне, раскрывая и другие секреты частиц.