На ускорителях, сталкивая тяжёлые ядра, физики ненадолго создают кварк-глюонную плазму — состояние вещества, где кварки и глюоны не заперты внутри частиц, а свободны. Долгое время её представляли газом, но эксперименты показали: это почти идеальная жидкость. Частицы в ней движутся согласованно, как молекулы в мёде.
Удивительно, но внутри обычного протона — те же кварки и глюоны — плотность энергии и давление сравнимы с плазмой. Значит, протон внутри не рыхлый, а плотный и сильно связанный. Возникает идея: если в ядрах атомов нейтроны и протоны часто образуют тесные пары (короткодействующие корреляции), то и кварки в протоне могут держаться парами. Особенно крепкой должна быть пара из верхнего и нижнего кварка — их притяжение в квантовой хромодинамике сильнее.
Чтобы это проверить, планируют использовать Электрон-Ионный Коллайдер (EIC) — будущий ускоритель, где электроны будут зондировать протоны. Идея проста: разбить протон электроном и следить за осколками. Если кварки внутри держатся парами, то при ударе один кварк вылетит струей частиц (джетом), а его напарник — пионом. По таким событиям можно будет впервые увидеть парные связи кварков — и понять, как рождается жидкость в плазме.
Такой подход дополнит привычные методы, где протон описывают через распределения партонов поодиночке. Поиск пар откроет новый взгляд на сильные взаимодействия и, возможно, объяснит, почему самая горячая жидкость Вселенной течёт так плавно.
Кварки никогда не встречаются в одиночку — они всегда заперты в частицах. Даже в плазме они остаются рядом, как танцоры в переполненном зале.
В романе «Схизматрица» Брюса Стерлинга разумная цивилизация обитает внутри кварк-глюонной плазмы нейтронной звезды — там, где наши протоны были бы лишь рябью.