Физики из японского научно-исследовательского института физико-химических исследований RIKEN (Rikagaku Kenkyusho) и их международные коллеги готовятся провести эксперименты в лабораторных условиях с целью воссоздания загадочной фазы материи, которая существовала в ранней Вселенной.
Согласно теоретическим расчётам, эти эксперименты способны создать самые мощные электромагнитные поля в мире, что откроет новые горизонты для научных исследований.
В рамках Стандартной модели физики элементарных частиц предсказывается, что при сжатии чрезвычайно горячей материи до сверхплотного состояния образуется плазма из кварков и глюонов. Однако для проверки этой теории необходимы экспериментальные данные.
«Существуют значительные теоретические неопределённости, особенно при экстремально высоких плотностях. Для изучения этой уникальной формы материи крайне необходимы эксперименты», — утверждает Хидетоши Тая из Междисциплинарной теоретической и математической научной программы RIKEN.
В этих экспериментах учёные сталкивают тяжёлые ионы и анализируют образующуюся плазму. Недавно несколько международных экспериментов перенесли акцент на промежуточные энергии, что позволит создать плазму с высокой плотностью.
«Эти исследования крайне важны для понимания нашего происхождения, так как подобные экстремальные условия существовали в ранней Вселенной, нейтронных звёздах и суперновых», — поясняет Тая.
Тая уже исследовал мощные лазеры и создаваемые ими сильные электромагнитные поля. Он обнаружил, что схожие — но гораздо более мощные — поля могут возникать как неожиданный побочный эффект этих экспериментов. Эта возможность интересна, так как учёные полагают, что суперсильные поля могут привести к новым физическим явлениям.
До сих пор физикам не удавалось создать такие мощные поля, чтобы подтвердить эту гипотезу. «Мощный лазер сопоставим с примерно ста триллионам светодиодов. Но даже эти лазеры недостаточно сильны для создания новых физических эффектов», — утверждает Тая. Он и его коллеги провели теоретический анализ этих сверхсильных полей, опубликовав свои результаты в журнале Physical Review C.
«Мы показали, что электрические поля, достаточно мощные и долговечные для изучения физики сильных полей, которую невозможно исследовать другими методами, могут быть созданы в столкновениях тяжёлых ионов средней энергии», — утверждает Тая.
Тем не менее, физики не смогут напрямую измерить создаваемое поле в запланированных экспериментах. Они смогут только оценить частицы, образующиеся при столкновении, и их свойства. «Для проверки нашего предсказания крайне важно понять, как сильные электромагнитные поля влияют на наблюдаемые частицы. В настоящее время мы работаем над этим», — подытожил Тая.
Источник: iXBT
