Сегодня физики умеют на ничтожные доли секунды воспроизводить такое состояние материи на Большом адронном коллайдере CERN. И недавно им удалось увидеть в этой первичной жидкости вещь почти бытовую: след, который оставляет за собой быстро движущаяся частица. Примерно как утка на воде.

Когда тяжёлые ионы свинца сталкиваются почти на скорости света, возникает крошечная капля кварк-глюонной плазмы. Через неё пролетают высокоэнергетические кварки, теряя часть энергии. Теория давно предсказывала, что плазма должна реагировать не как хаотическое скопление отдельных частиц, а как единая жидкость — образуя за движущимся кварком волны и вихри.

Увидеть их оказалось чрезвычайно трудно. Обычные столкновения часто рождают сразу два летящих в противоположные стороны кварка, и следы одного мешают различить след другого.

Команда CMS использовала другой ориентир — Z-бозон. Он почти не взаимодействует с кварк-глюонной плазмой и поэтому может служить своеобразной меткой. Если Z-бозон и кварк разлетаются в противоположные стороны, то возмущение на стороне кварка можно связать именно с его движением.

Исследователи просмотрели данные примерно 13 миллиардов столкновений и нашли около двух тысяч событий с Z-бозонами. В распределении энергии вокруг них проявилась ожидаемая картина: кварк словно тащил часть плазмы за собой, оставляя волны, всплески и вихревое движение.

Позднее CMS получил ещё более прямое подтверждение эффекта, исследовав пары струй частиц. Сигнал оказался особенно заметным в центральных столкновениях, где образуется больше всего кварк-глюонной плазмы.

Это важно не только потому, что первичный «суп» окончательно подтвердил своё жидкое поведение. По размеру, скорости и времени затухания таких следов физики смогут точнее измерять свойства вещества, из которого состояла ранняя Вселенная.

Получается почти удивительная картинка: чтобы понять, как выглядел мир через микросекунды после своего рождения, физики сталкивают ядра на огромных энергиях — а затем ищут в получившейся жидкости след от одной пролетевшей частицы.

Иногда ранняя Вселенная действительно ведёт себя почти как пруд.