Учёные Саратовского государственного университета имени Н. Г. Чернышевского создали математическую модель рождения кварков на ранней стадии формирования кварк-глюонной плазмы. Модель учитывает взаимное влияние рождающихся частиц и порождающего их поля. Об этом сообщили в пресс-службе Минобрнауки РФ.

В основе работы — метод непертурбативной кинетической теории, разработанный соавтором исследования, профессором СГУ С. А. Смолянским. Он позволяет описывать рождение частиц из вакуума под действием сильного поля и отслеживать, как меняется их распределение по импульсам.

Суть открытия

Протоны и нейтроны состоят из кварков, а их взаимодействие обеспечивают глюоны. При экстремально высокой температуре кварки освобождаются, образуя кварк-глюонную плазму — такое состояние существовало во Вселенной сразу после Большого взрыва. Сегодня плазму кратковременно получают на ускорителях при столкновении тяжёлых ядер.

Сильное глюонное поле может порождать пары кварков и антикварков. Их движение создаёт цветовые токи, которые меняют поле и влияют на дальнейшее рождение частиц. Саратовские физики учли эту обратную связь — ранее подобный подход применяли в квантовой электродинамике.

Чтобы упростить задачу, учёные пока учли только две компоненты глюонного поля из восьми. В результате получилась замкнутая система уравнений, совместно описывающая рождение кварков и изменение поля под влиянием частиц.

Доцент кафедры медицинской физики СГУ Вадим Дмитриев отметил, что метод вырос из гидродинамики и физической кинетики, а теперь адаптирован к описанию рождения кварков. В перспективе результаты помогут планировать эксперименты на ускорителях тяжёлых ионов. В дальнейшем коллектив планирует перейти ко всем восьми компонентам поля. Результаты опубликованы в журнале Physics of Particles and Nuclei.