Кварк-глюонная плазма

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Кварк-глюо́нная пла́зма (КГП[1], кварковый суп[2], хромопла́зма[3]) — состояние вещества[1] в физике высоких энергий и физике элементарных частиц, при котором адронное вещество переходит в состояние, аналогичное состоянию, в котором находятся электроны и ионы в обычной плазме[3]. Ему предшествует состояние глазмы[4] (глазма термализуется, то есть разрушается, порождая множество хаотично движущихся кварков, антикварков и глюонов — кварк-глюонную плазму[5]). Состоит из кварков, антикварков, глюонов[6].

Общее описание состояния[править | править вики-текст]

Обычно вещество в адронах находится в так называемом бесцветном («белом») состоянии[1]. То есть, кварки различных цветов компенсируют друг друга. Аналогичное состояние есть и у обычного вещества — когда все атомы электрически нейтральны, то есть, положительные заряды в них компенсированы отрицательными. При высоких температурах может происходить ионизация атомов, при этом заряды разделяются, и вещество становится, как говорят, «квазинейтральным». То есть, нейтральным остаётся всё облако вещества в целом, а отдельные его частицы нейтральными быть перестают. Точно так же, по-видимому, может происходить и с адронным веществом — при очень высоких энергиях цвет выходит на свободу[7] и делает вещество «квазибесцветным»[1].

Предположительно, вещество Вселенной находилось в состоянии кварк-глюонной плазмы в первые мгновения (около 10−11 с.[8]) после Большого Взрыва[9]. Также есть мнение, что именно свойства кварк-глюонной плазмы привели к барионной асимметрии Вселенной[1]. Сейчас кварк-глюонная плазма может на короткое время образовываться при соударениях частиц очень высоких энергий. Время существования кварк-глюонной плазмы — миллиардные доли секунды[7]. Температура КХД фазового перехода ~ 150 МэВ. Для релятивистской жидкости подобной КГП, которая не сохраняет число частиц, соответствующая мера плотности — это плотность энтропии s.[10]. Но, по результатам некоторых исследований, в центре нейтронных звёзд есть кварк-глюонная плазма[11][12].

Экспериментальные данные[править | править вики-текст]

Кварк-глюонная плазма была получена экспериментально на ускорителе RHIC Брукхейвенской национальной лаборатории в 2005 году. В феврале 2010 года там же была получена температура плазмы в 4 триллиона градусов Цельсия[13]. Максимальную температуру — свыше 10 триллионов градусов — получили в ноябре 2010 года на БАК[14]. На ускорителях КГП образуется в результате сильного взаимодействия между партонами (кварками и глюонами) нуклонов ускоренных частиц[6].

Изучение кварк-глюонной плазмы[править | править вики-текст]

Изучение кварк-глюонной плазмы может помочь в познании истории Вселенной[15].

История[править | править вики-текст]

Раньше она рассматривалась газом[7], а сейчас считается жидкостью[1][16], почти идеальной и сильно не прозрачной[17]. До своего экспериментального обнаружения[⇨], хромоплазма была физической гипотезой[3]. Теоретическое изучение в СССР было ещё в 1982 году[18].

См. также[править | править вики-текст]

Примечания[править | править вики-текст]

  1. 1 2 3 4 5 6 Жарче Солнца. Все о плазме. Лента.Ру (28 июня 2012). Проверено 26 января 2014. Архивировано из первоисточника 4 января 2014.
  2. (1977) «Hadron production from a boiling quark soup: quark model predicting particle ratios in hadronic collisions». Nuclear Physics B 128 (2): 275. DOI:10.1016/0550-3213(77)90032-3. Bibcode:1977NuPhB.128..275B.
  3. 1 2 3 кварк-глюонная плазма. Физическая энциклопедия. Проверено 30 марта 2014. Архивировано из первоисточника 4 мая 2013.
  4. В.Л. Коротких. Взрыв горячей ядерной материи С. 6. old.sinp.msu.ru. Проверено 29 марта 2013. Архивировано из первоисточника 5 апреля 2013.
  5. Изучение ядерных столкновений. Элементы.ру. Проверено 30 октября 2013. Архивировано из первоисточника 30 октября 2013.
  6. 1 2 Антиматерия. Кварк-глюонная плазма
  7. 1 2 3 И. РОЙЗЕН. КВАРК-ГЛЮОННАЯ ПЛАЗМА. Наука и жизнь (март 2001). Проверено 9 августа 2013.
  8. И.Я. Арефьева Голографическое описание кварк-глюонной плазмы, образующейся при столкновениях тяжелых ионов // УФН. — 2014.
  9. В ЕВРОПЕЙСКОМ ЦЕНТРЕ ЯДЕРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ (CERN) НАЧАЛСЯ ПРОЦЕСС ПЕРЕЗАПУСКА БОЛЬШОГО АДРОННОГО КОЛЛАЙДЕРА, ОБ ЭТОМ УЧЕНЫЕ СООБЩИЛИ ЖУРНАЛИСТАМ НА ПРОШЛОЙ НЕДЕЛЕ
  10. В.Л. Коротких. Взрыв горячей ядерной материи С. 3. old.sinp.msu.ru. Проверено 29 марта 2013. Архивировано из первоисточника 5 апреля 2013.
  11. В коре нейтронных звезд нашли неизвестный источник тепла. Лента.ру (2 декабря 2013). Проверено 9 марта 2014. Архивировано из первоисточника 6 декабря 2013.
  12. И.Я. Арефьева Голографическое описание кварк-глюонной плазмы, образующейся при столкновениях тяжелых ионов // УФН. — 2014. — С. 572.
  13. Статья на сайте Брукхейвенской лаборатории от 15 февраля 2010 года (англ.)
  14. Статья(рус.)
  15. Жарче Солнца. Лента.Ру (28 июня 2012). Проверено 26 января 2014. Архивировано из первоисточника 4 января 2014.
  16. И.Я. Арефьева Голографическое описание кварк-глюонной плазмы, образующейся при столкновениях тяжелых ионов // УФН. — 2014. — Т. 184. — С. 575.
  17. В.Л. Коротких. Взрыв горячей ядерной материи С. 1. old.sinp.msu.ru. Проверено 29 марта 2013. Архивировано из первоисточника 5 апреля 2013.
  18. Э. В. Шуряк Кварк-глюонная плазма // УФН. — 1982.

Литература[править | править вики-текст]

Ссылки[править | править вики-текст]