Изучение идеальной жидкости - Финансовый гений

Изучение идеальной жидкости

Комбинируя данные от двух высокоэнергетических акселераторов, физики-ядерщики усовершенствовали измерение замечательных свойств экзотической материи, известной как кварк-глюонная плазма.  Результаты раскрывают новые аспекты ультрагорячей «идеальной жидкости», которые дают ключ к разгадке состояния молодой Вселенной, спустя микросекунды после Большого взрыва.
«Мы сделали, безусловно, самое точное извлечение ключевого свойства кварк-глюонной плазмы, которое раскрывает микроскопическую структуру этой почти идеальной жидкости», — говорит Синь-Нянь Ван, физик в Отделе ядерных исследований при Лаборатории Беркли.  Как объясняет Ван, совершенные жидкости имеют самое низкое отношение вязкости к плотности, которое означает, что они по существу текут без трения.
Горячий плазменный суп
Для создания и изучения кварк-глюонной плазмы физики-ядерщики использовали ускоритель частиц, называемый релятивистским коллайдером тяжелых ионов, в Брукхейвенской национальной лаборатории в Нью-Йорке и большой адронный коллайдер в ЦЕРНе в Швейцарии.  Ускоряя тяжелые атомные ядра до высоких энергий и взрывая их друг об друга, ученые могут воссоздать горячие температурные условия ранней Вселенной.
Внутри протонов и нейтронов, которые составляют сталкивающиеся атомные ядра, лежат элементарные частицы, называемые кварки, которые плотно связаны с другими элементарными частицами, называемыми глюоны.  Только в экстремальных условиях, таких как столкновения, при которых температура превышает в миллионы раз температуру в центре Солнца, кварки и глюоны разделяются, становясь ультрагорячей, лишенной трения идеальной жидкостью, известный как кварк-глюонная плазма.
«Температура настолько высока, что границы между различными ядрами исчезают, и все становится похожим на горячий плазменный суп из кварков и глюонов», — говорит Ван.  Этот ультрагорячий суп содержится в камере ускорителя частиц, но недолго, быстрое охлаждение и расширение затрудняют его измерения.  Экспериментаторы разработали сложные инструменты для преодоления этой проблемы, но перевод экспериментальных наблюдений в точное количественное понимание кварк-глюонной плазмы до сих пор трудноосуществим.
Взгляд изнутри
«Когда генерируется горячая кварк-глюонная плазма, иногда также производятся очень энергичные частицы с энергией в тысячу раз больше, чем у остальной части материи», — говорит Ван.  Эта струя проходит через плазму, рассеивается и теряет энергию на своем пути.
Поскольку исследователи знают энергию струи, когда она производится, и могут измерить ее энергию на выходе, они могут вычислить энергетическую потерю, которая дает представление о плотности плазмы и силе ее взаимодействия со струей.
Одна из трудностей в использовании струи как рентгена, заключается в том, что  кварк-глюонная плазма является быстро растущим огненным шаром. «Вы создаете этот горячий огненный шар, который расширяет очень быстро, так как охлаждается быстро до обычной материи», — говорит Ван.  Поэтому важно разработать модель, точно описывающую расширение плазмы.  Модель должна опираться на раздел теории, называемой релятивистской гидродинамикой, в которой движение жидкостей описывается уравнениями из  эйнштейновской теории относительности.
За последние несколько лет исследователи разработали такую ??модель, которая может описать процесс расширения и наблюдаемые явления ультрагорячей идеальной жидкости.
Ученые определили одно особое свойство кварк-глюонной плазмы, называемое реактивным транспортным коэффициентом, который характеризует силу взаимодействия между струей и ультрагорячей материей.  «Определенные значения реактивного транспортного коэффициента могут помочь пролить свет на то, почему ультрагорячая материя является самой идеальной жидкостью во Вселенной», — говорит Ван.

Related Post

Хаббл прислал на Землю фото гигантского смайликаХаббл прислал на Землю фото гигантского смайлика

Искрящиеся «глаза» смайлика — это две яркие галактики, которые находятся от нас на расстоянии 4,5 миллиарда световых лет. На самом деле, картинка, напоминающая ухмылку, отображает огромное скопление галактик. Скопления галактик являются наиболее массивными системами

Как создать одну из лучших команд в компании? – Онлайн-интеграции для компанийКак создать одну из лучших команд в компании? – Онлайн-интеграции для компаний

Группы сотрудников для эффективной работы должны быть дружелюбны по отношению друг к другу и устанавливать неформальные отношения. Это порождает определенную лояльность к компании и чувство принадлежности к коллективу. Онлайн-интеграция для компаний экономит