После четверти века работы Релятивистский коллайдер тяжёлых ионов (RHIC) в Брукхейвенской национальной лаборатории завершил свои новаторские эксперименты. Коллайдер, разработанный для воссоздания условий, существовавших в самые ранние моменты Вселенной, успешно смоделировал примитивную «кварк-глюонную плазму» — состояние материи, существовавшее всего через микросекунды после Большого взрыва. Это достижение знаменует собой завершение уникальной эры в американской физике частиц, но одновременно сигнализирует о переходе к ещё более амбициозным исследованиям с планируемым Электрон-ионным коллайдером (EIC).
Воссоздание ранней Вселенной
RHIC работал путём столкновения атомных ядер на околосветовой скорости, воссоздавая экстремальные температуры и плотности, характеризовавшие младенчество Вселенной. Это позволило учёным изучить сильное взаимодействие — одно из фундаментальных взаимодействий природы — и составляющие его частицы, кварки и глюоны, как никогда раньше. Эксперименты не только подтвердили существование этого экзотического состояния материи, но и выявили его удивительные свойства: вместо ожидаемого поведения кварк-глюонная плазма проявляла жидкоподобное поведение с почти нулевым трением, явление, описанное как «почти совершенное».
Решение фундаментальных загадок
Помимо воссоздания примитивных условий, RHIC решал давние головоломки в физике частиц. Коллайдер добился значительного прогресса в разрешении «кризиса спина протона», точно учтя вклад в спин кварков и глюонов, хотя часть спина остаётся необъясненной. Он также создал самые тяжёлые антиядерные скопления, когда-либо наблюдавшиеся, и расширил границы нашего понимания парадоксального поведения сильного взаимодействия, где взаимодействия ослабевают на меньших расстояниях.
Конец эпохи, начало другой
Решение о завершении работы RHIC не было внезапным; это был стратегический шаг, чтобы освободить путь для EIC. Новый коллайдер будет использовать существующую инфраструктуру RHIC, переоборудовав одно из его накопительных колец для циркуляции электронов. В отличие от RHIC, который полагался на столкновения тяжёлых ионов, EIC будет использовать высокоэнергетические электроны для «разрезания» атомных ядер, обеспечивая беспрецедентный обзор их внутренней структуры.
Новый центр открытий
EIC представляет собой значительные инвестиции в физику частиц США, потенциально восстанавливая лидерство после десятилетий доминирования европейских и азиатских объектов. Ожидается, что проект привлечёт новое поколение физиков, укрепив Брукхейвенскую национальную лабораторию в качестве центрального узла передовых исследований. Даже по мере закрытия RHIC его наследие сохранится благодаря огромным массивам данных, которые он сгенерировал — включая недавние открытия «виртуальных частиц» внутри кварк-глюонной плазмы — и заложенной основе для будущих прорывов EIC.
Отключение RHIC — это не конец, а скорее необходимый шаг к новой главе в физике частиц. Построение на его успехах, EIC обещает ещё больше раскрыть тайны фундаментальных сил и частиц Вселенной, гарантируя, что поиски знаний продолжатся на переднем крае научных исследований.
