В 2010 году физики на Большом адронном коллайдере впервые получили кварк-глюонную плазму — состояние вещества, в котором кварки и глюоны свободны, как вода в паре, а не заперты внутри протонов и нейтронов. Теперь коллаборация ALICE изучила, как в такой среде движутся очарованные частицы — те, что содержат тяжёлый c-кварк. Стандартная модель предсказывает, что c-кварки должны рождаться в первые мгновения столкновения и затем взаимодействовать с плазмой, как ложка в мёде.

Учёные столкнули ядра свинца при энергии 5,36 ТэВ на пару нуклонов и восстановили траектории D-мезонов и лямбда-барионов по их распадам. Оказалось, что лямбда-барионы, состоящие из трёх кварков, сильнее «выстроены» по направлению плоскости столкновения, чем D-мезоны из двух кварков. Разница в 3,7 сигмы — это как если бы в потоке машин грузовики чаще прижимались к обочине, чем легковушки.

Такое поведение объясняется механизмом слияния кварков: лёгкие кварки из плазмы «прилипают» к тяжёлому c-кварку, образуя барион. Это как если бы в толпе бегунов один тяжёлый бегун собирал вокруг себя попутчиков, и вся группа двигалась бы слаженнее. Если бы частицы образовывались независимо, разницы бы не было. Значит, очарованные частицы действительно чувствуют коллективное течение плазмы.

Этот результат — ещё один кирпичик в понимание того, как вела себя материя в первые микросекунды после Большого взрыва. Тогда Вселенная была заполнена такой же кварк-глюонной плазмой, и именно из неё позже собрались протоны и нейтроны, а затем — атомы, звёзды и планеты.