Десятого февраля на специальном семинаре Центра европейских ядерных исследований(ЦЕРН, Женева) были представлены результаты экспериментов, которые безпреувеличения можно назвать сенсационными. Получено новое состояние материи,в котором кварки - "истинно элементарные частицы" (из них "собраны", вчастности, протоны и нейтроны) - не связаны друг с другом, а перемещаютсясвободно. Согласно теории, именно в этом состоянии пребывала Вселеннаяпервые 10 микросекунд после Большого взрыва. До сих пор эволюцию материиудавалось проследить не ранее чем до стадии трех минут после взрыва, когдауже сформировались ядра атомов.Согласно современной теории строения вещества, микрочастицы, называемыеадронами, состоят из кварков - бесструктурных частиц размером менее 10-16см, представляющих собой предел дробления материи (см. "самый интересный журнал Наука и жизнь "№ 8, 1994 г.). Удерживают кварки вместе силы, возникающие при непрерывномизлучении и поглощении ими глюонов (от английского glue - "клей"). Силыэти ведут себя парадоксальным образом: чем ближе расположены кварки, темони слабее. Внутри протона или нейтрона кварки практически не взаимодействуют,но при попытке "разорвать" частицу силы их связи возрастают в миллионыраз. Поэтому освободить кварки и глюоны можно только затратой колоссальнойэнергии. Получить ее удалось в ускорителе тяжелых ионов.Профессор Лучиано Майани, генеральный директор ЦЕРНа, считает, что сравнениерезультатов, полученных в рамках программы по ускорению тяжелых ионов,дало ясную картину нового состояния материи и подтвердило предсказаниетеории кварков. Не менее важно, что сделан большой шаг на пути пониманиясамых ранних этапов эволюции Вселенной. Впервые удалось получить материю,в которой кварки и глюоны не связаны, - кварк-глюонную плазму. Это новое,пятое, состояние вещества (до сих пор были известны твердое, жидкое, газообразноеи плазменное, электронно-ионное состояния) открывает обширное поле длянаучных исследований. Следующий их этап начнется на коллайдерах (ускорителяхна встречных пучках) тяжелых релятивис тских ионов в Брукхэвене (США) иадронов в ЦЕРНе.Эксперимент по ускорению тяжелых ионов заключался в следующем. Пучокионов свинца разгонялся до энергии 33 ТэВ (1 тераэлектронвольт = 1012эВ)в суперускорителе протонов (CERN's Super Proton Synchrotron), после чегопопадал на мишени, расположенные в семи детекторах. При столкновении температурадостигла триллиона градусов (1012 К, в 100 тысяч раз больше,чем внутри Солнца), а плотность энергии в 20 раз превысила плотность ядернойматерии. В этих условиях, как непреложно свидетельствуют экспериментальныеданные, материя переходит в новое состояние, имеющее много общего с предсказаннойранее теоретически кварк-глюон ной плазмой - "первобытным супчиком", вкотором кварки и глюоны существовали по отдельности.Программа исследований началась в 1994 году, после того как ускорителиЦЕРНа были усовершенствованы при участии ряда институтов Чехии, Франции,Индии, Италии, Германии, Швеции и Швейцарии. Новый источник ионов свинцабыл присоединен к построенным ранее протонному синхротрону (осуществлявшемупредварительный разгон ионов) и суперускорителю протонов. Было проведеносемь трудоемких экспериментов по измерению различных параметров столкновенийсвинец-свинец и свинец-золото (они получили названия NA44, NA45, NA49,NA50, NA52, WA97/NA57 и WA98). Некоторые из них прошли с использованиеммногоцелевых детекторов, позволивших регистрировать много разных частиц,получать глобальные характеристики событий. В других экспериментах, напротив,детекторы с накоплением сигнала регистрировали только редкие явления. Такимобразом, общее представление о кварк-глюонной плазме было получено из отдельных"экспериментальных кусочков", подобно тому как собирают "паззлы" (картины-загадки) или мозаику. Данные каждого отдельного эксперимента не позволялисделать определен ные выводы, но вместе они позволили составить ясную картинуявления. Методика, основанная на сопоставлении нескольких различных результатов,оказалась очень успешной.Осуществленный проект - прекрасный пример сотрудничества и кооперациив области физических исследований. В экспериментах принимали участие физикииз более чем двадцати стран, в том числе и российские ядерщики.Результаты, полученные в ЦЕРНе, - стимул для продолжения работ. Чтобыподтвердить, что новая материя действительно представляет собой кварк-глюоннуюплазму, необходимо изучить ее свойства при более высоких и более низкихтемпературах. Центром исследований пятого состояния вещества теперь станетколлайдер тяжелых релятивистских ионов Национальной лаборатории Брукхэвена;работы там начнутся уже в этом году. Предполагается исследовать столкновениеядер золота, ускоренных до энергии, в 10 раз большей, чем в женевском эксперименте.Год назад в американских газетах и научно-популярных журналах появилисьписьма с утверждениями, что планируемый эксперимент опасен. Их авторы считали,что выделение экстремально высокой энергии в очень малом объеме может привестик образованию "черной мини-дыры", которая начнет всасывать в себя окружающуюматерию. Это мнение получило столь сильный резонанс в прессе и на телевидении,что американские исследователи собрали авторитетную экспертную комиссиюдля ее проверки. Вывод был однозначным: подобные опасения безосновательны;вероятность образования "дыры" нулевая.А с 2005 года эксперименты с тяжелыми ионами войдут также в программубольшого ускорителя адронов LHC (Large Hadron Collaider) в ЦЕРНе. А. Шишлова.