Ядро атома — не твёрдый шарик, а капля жидкости, которую можно сжать. Чтобы понять, насколько она упругая, физики разгоняют ядра золота и бьют их друг о друга. При ударе вещество сжимается до плотностей, как в нейтронной звезде, а затем разлетается. По форме этого разлёта можно судить о свойствах материи внутри.

В новом исследовании учёные использовали данные столкновений при энергии 1,23 гигаэлектронвольта на нуклон. Они моделировали столкновения с помощью компьютерной программы, которая учитывает, как частицы отталкиваются и сталкиваются в плотной среде. Программа варьировала два ключевых параметра: жёсткость ядерной материи (насколько сильно она сопротивляется сжатию) и силу взаимодействия частиц внутри неё. Затем расчёты сравнивались с реальными измерениями разлёта протонов.

Оказалось, что данные лучше всего описываются, если материя довольно мягкая, а столкновения частиц внутри неё слегка ослаблены. Это значит, что при высокой плотности протоны и нейтроны реже сталкиваются друг с другом, чем в свободном пространстве. Такая картина важна для понимания нейтронных звёзд — самых плотных объектов во Вселенной.

Исследование также показало: если в модели не учитывать, как взаимодействие частиц зависит от их скорости, то для согласия с экспериментом приходится делать материю искусственно жёстче. Это подчёркивает, что детали взаимодействия в плотной среде критичны для точных предсказаний.