В Большом адронном коллайдере сталкивают не только протоны, но и целые ядра атомов. При ударе двух ядер на огромной скорости возникает крошечный объём раскалённой материи — настолько горячей, что протоны и нейтроны в нём плавятся и превращаются в «суп» из кварков и глюонов. Через этот суп, как через густую среду, продираются быстрые частицы.

Каждая такая частица теряет энергию, как пуля, летящая сквозь воду: чем больше пройденный путь, тем сильнее торможение. Физики из коллаборации CMS на Большом адронном коллайдере впервые измерили, как это торможение зависит от размера сталкивающихся ядер. Они сравнили столкновения ядер неона, кислорода, ксенона и свинца.

Потери энергии растут с размером ядра плавно, как если бы частица продиралась сквозь всё более длинный участок густого «супа». Простые модели, которые учитывают только начальное состояние ядер, не могут объяснить эти потери. А вот модели, где частица теряет энергию по пути, отлично описывают данные при высоких энергиях частиц.

Этот результат — ещё один шаг к пониманию свойств самой горячей материи, которую удаётся создать на Земле. Она напоминает ту среду, что заполняла Вселенную в первые микросекунды после Большого взрыва.