Релятивистский коллайдер тяжелых ионов (RHIC) закончил работу в начале 2026 года спустя 25 лет научной деятельности. Он был предназначен для исследования экзотических форм ядерной материи путем столкновения тяжелых атомных ядер, таких как золото, почти со скоростью света. На самых высоких энергиях столкновений машина могла фактически расплавлять границы протонов и нейтронов, освобождая составляющие их кварки и глюоны. В результате возникала кварк-глюонная плазма — экзотическое состояние материи, которое, как считается, заполняло Вселенную вскоре после Большого взрыва.

«Тип материи, который мы пытаемся изучать, — это воссоздание, или мини-версия, Большого взрыва», — сказал Рутик Маникандан, сотрудник коллаборации STAR из Хьюстонского университета и один из руководителей проекта.

Столкновения на более низких энергиях, напротив, не полностью разрывают протоны и нейтроны, а сжимают ядерную материю до огромных плотностей, похожих на те, которые сжимают частицы внутри нейтронных звезд. В новом исследовании, как сообщает IE, ученые проанализировали столкновения золото-золото при энергиях от 3 до 7,7 ГэВ, сравнив результаты с ранее опубликованными измерениями STAR вплоть до 200 ГэВ. Исследователи измеряли, насколько импульс частиц менялся от столкновения к столкновению. Поскольку частицы более горячего вещества обычно обладают большим импульсом, изменения показывали, как варьируется между столкновениями температура.

«Это измерение корреляции импульсов открывает нам экспериментальную возможность наблюдать за температурными флуктуациями, — отметил Чжан Чуньцзянь, один из руководителей эксперимента. — Мы можем использовать этот показатель как косвенный индикатор для их поиска».

Флуктуации импульса резко падали по мере роста энергии столкновения от 3 ГэВ. Они достигли минимума примерно при 5,2–7,7 ГэВ, а затем снова начали расти при более высоких энергиях. Этот спад может указывать на подавленные температурные флуктуации — то, что согласно теории происходит вблизи критической точки. Вблизи этой точки вещество может поглощать энергию без существенного изменения температуры. Критическая точка обозначает изменение характера перехода ядерной материи из одной фазы в другую. На самых высоких энергиях коллайдера этот переход происходит постепенно, тогда как при более высоких плотностях ученые ожидают скачкообразного фазового перехода. Определение того, где именно меняется характер поведения, поможет физикам обнаружить критическую точку.

Тем не менее, пока найденные свидетельства не могут служить доказательством обнаружения критической точки. Другие объяснения полученного физиками результата также остаются возможными.

В этом году физики впервые смогли экспериментально проверить фундаментальный постулат квантовой физики, сформулированный Ричардом Фейнманом почти 80 лет назад. Речь идет об интеграле по траекториям, который предсказывает поведение квантовой частицы через суммирование всех возможных путей ее движения.