Физики задействовали квантовый симулятор — платформу, которая воспроизводит динамику заряженных частиц, — чтобы проследить их столкновения в режиме колоссальных энергий. Согласно Стандартной модели, фундаментальной теории микромира, система обязана была стремительно скатиться к хаосу, где энтропия, мера беспорядка, достигает максимума. Но реальность нарушила этот сценарий.
Частицы разлетелись подобно осколкам взрыва, однако сохранили отпечаток начальных сгустков заряда. Плазма расширялась упорядоченными потоками — примерно так люди в экстренной ситуации бегут не в слепой панике, а группами, удерживаясь рядом со знакомыми. Исследователи назвали это явление баллистической плазмой с долговременной памятью.
Ключ к разгадке дали концепции Джулиана Швингера и Юджина Вигнера: плазма осциллировала — электрическое поле и ток частиц обменивались энергией, словно раскачивающийся маятник. Применив методы лазерной физики, разработанные Роем Глаубером, физики сумели различить эти колебания на размытой картине скоростей и координат частиц. Выяснилось, что загадочные квантовые шрамы — тоже пример таких упорядоченных плазменных состояний. Эксперимент демонстрирует, как прецизионные симуляции переворачивают наши представления о поведении материи в экстремальных условиях.
Кварк-глюонная плазма — состояние, в котором частицы, обычно запертые внутри протонов, свободно движутся; такая же плазма существовала сразу после Большого взрыва.