Кварк-глюонна плазма

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук

Кварк-глоюонна плазма (квагма, хромоплазма) — стан матерії, у якому кварки та глюони знаходяться у вільному, не зв'язаному у нуклонах, стані. На сьогодні відомо 4 стани речовини: газ, рідина, тверде тіло, плазма. Новий стан речовини можна отримати при великих баріонних густинах та енергіях.

Ідея кварк-глюонної плазми ґрунтується на припущенні екранування кольорового заряду, аналогічно екрануванню електричного заряду в плазмі. Окремі кварки та глюони не можуть існувати у вільному стані, завдяки явищу конфайнмента, яке дозволяє вільне існування тільки безколірних, або білих, частинок — баріонів та мезонів. Однак, при високій густині кварків та глюонів, взаємодія між ними може екрануватися і швидко зменшуватися з віддаллю. В такому разі кварки і глюони не об'єднувалися б в композитні частинки.

Властивості[ред.ред. код]

Поведінка кварк-глоюонної плазми описуються квантовою хромодинамікою. Відповідно до неї, для переходження речовини до такого стану необхідне перекривання квановомеханічних функцій окремих адронів, що може бути досягнуто підвищенням тиску або теператури.

Звичайная баріонна речовина перетворюється на кварк-глюонну плазму при нагріванні до температури у 2 трильйони K, що відповідає енергії на одну частинку близько 175 МеВ. Густина квагми у декілька разів вища за густину звичайної нуклонної речовини.

Теоретичні обрахунки вказують, що кварк-глюонна плазма повинна мати властивості надплинної рідини.[1]

Існування у природі[ред.ред. код]

Вважається, що кварк-глюонна плазма була одним із станів, через який пройшов у своїй еволюції Всесвіт у час до 10−5с після Великого вибуху.

На сучасному етапі матерія у стані кварк-глюонної плазми може існувати у центрі масивних нейтронних зірок, де внаслідок величезних тисків окремі баріони зливаються так, що їхні складові кварки набувають можливості вільно переміщуватися по усьому об'єму такої речовини.

Експериментальне отримання[ред.ред. код]

Для експериментального отримання кварк-глюонної плазми використовуються зіткнення важких атомних ядер, як правило, золота або свинцю, прискорених до високих енергій. При їх зіткненні відбувається фазовий перехід частини ядерної речовини до стану кварк-глюонної плазми. Така ділянка існує близько10−23с, після чого внаслідок розширення її температура знижується і відбувається зворотний процес адронізації, коли окремі кварки об'єднуються у мезони та баріони, які фіксуються відповідними детекторами.

Прояви кварк-глюонної плазми досліджує експеримент з фізики високих енергій RHIC (Брукхевен, США) та ATLAS (ЦЕРН). Дослідженням у цій галузі також планує займатися майбутній експеримент CBM (GSI, Дармштадт, Німеччина), а також колайдер на важких іонах NICA (ОІЯД, Дубна, Росія).

Значення[ред.ред. код]

Вивчення кварк-глоюонної плазми є важливим для розуміння ранніх етапів еволюції Всесвіту, кінцевих стадій розвитку деяких зірок та та для стоворення об'єднуючої теорії фізичних взаємодій.

Примітки[ред.ред. код]

  1. Violation of the Holographic Viscosity Bound in a Strongly Coupled Anisotropic Plasma

Посилання[ред.ред. код]