На Великому Адронному Колайдері була отримана нова форма матерії
Експерименти із зіткненнями частинок, що проводяться з допомогою самого потужного на сьогоднішній день прискорювача частинок, Великого Адронного Коллайдера (БАК), дозволили вченим виявити щось, вельми нагадує нову, невідому раніше форму матерії. Ця нова форма матерії, яка отримала доволі дивну назву кольорового скла конденсату (color-glass condensate), є подібною рідини хвилею, що складається з глюонов, елементарних частинок, пов'язаних з сильними взаємодіями, які скріплюють воєдино кварки протонів і нейтронів.
Учені, що працюють на колайдері, зовсім не очікували того, що той тип зіткнень, який проводиться зараз в надрах Великого Адронного Коллайдера, може стати причиною появи нової форми матерії. Але існування такого виду матерії може послужити поясненням виникнення деяких аномалій, що виникають у величезному кільці колайдера.
Коли вчені розганяли до високих швидкостей і енергій протони і ядра свинцю, атоми свинцю, які містять за 82 протона і позбавлені електронів, і зіштовхували їх один з одним, в результаті такого зіткнення відбувався мікровибух, породжує злива нових часток, що розлітаються в довільних напрямках на швидкості, близькій до швидкості світла. Але в деяких випадках, як помітили вчені, деякі пари частинок відлітали від точки зіткнення в суворо визначених напрямках.
"Мало того, що ці пари частинок летять в одному напрямку, ці частки як-то пов'язані одна з одною, що зумовлює таку незвичайну поведінку. Цей факт здивував безліч вчених, включаючи і нас самих", - розповів Гантер Роланд (Gunther Roland), вчений-фізик з Массачусетського технологічного інституту, група якого займалася аналізом наукових даних, зібраних під час зіткнень часток в надрах коллайдера.
Подібна поведінка частинок було відмічено раніше, коли стикалися дві важкі частинки, наприклад, два ядра свинцю. В результаті таких зіткнень виникає кварково-глюонна плазма, сверхгорячий "суп" з частинок, стан матерії в якому перебувала матерія Всесвіту відразу після Великого Вибуху. Наявність такого конгломерату може змусити частинки рухатися в одному напрямку, пояснюючи деякий аномальне їх поведінку.
Але кварково-глюонна плазма не виникає в результаті зіткнення важкого ядра і протона. Аномалії, які виникають при таких зіткненнях вчені відносять на рахунок можливості існування ще однієї форми матерії, кольорового скла конденсату, яким може чинити на частинки такий же вплив, як і кварково-глюонна плазма. Щільна хвиля кольорового скла конденсату може стати причиною руху частинок в одному напрямку, як морська хвиля несе в одному напрямку дрібні частинки сміття, передбачає фізик Раджу Венугопалан (Raju Venugopalan) з Національної лабораторії Брукхевена.
Так чому ж кольоровий і чому ж скляний? Кварки і глюони не мають кольору в нашому традиційному розумінні. Квітами, червоним, синім і зеленим вчені умовно відзначають характеристики заряду, який мають ці частинки. А скляним цей конденсат вчені назвали це новий стан матерії за рахунок того, що глюони, що летять на околосветовой швидкістю випробовують дію релятивистского ефекту уповільнення часу. Тим не менш, це щільна хмара глюонов "склеює" матерію в щось, що нагадує тягучу і дуже повільно пересувається рідина, дуже нагадує за поведінкою гаряче скло пластичне.
Механізм, що дозволяє формуватися такого стану матерії, як кольоровий скляний конденсат, називається квантовою заплутаністю. В даний час вчені намагаються використовувати цей ефект для здійснення квантової телепортації, для миттєвої передачі інформації на великі відстані. Ефект квантової запутаннсти полягає в тому, що заплутані частинки зберігають зв'язок між собою, незважаючи на відстань. Будь-який вплив на будь-яку з заплутаних часток моментально відбивається і на другий певній частці.
Крім виявлення нової форми матерії, зроблене відкриття ще буде корисно тим, що використовуючи кольорові скляні конденсати вчені зможуть пояснити деякі особливості внутрішньої будови елементарних частинок. Але зроблене відкриття базується лише на попередніх даних, зібраних датчиками Великого Адронного Коллайдера. Для того, щоб вчені змогли підтвердити те, що вони бачать насправді саме те, що вони думають, їм доведеться провести ще масу зіткнень ядер свинцю з протонами протягом січня 2013 року і зробити більш ретельний аналіз зібраних даних.