Модель рождения Вселенной физики из США, Китая и Германии проверили с помощью петафлопсного компьютера. (Этот самый мощный в мире компьютер производит тысячу триллионов операций в секунду.)
Ученые исследовали условия ранней Вселенной, когда ее возраст не превышал микросекунды. Считают, что материя тогда была нагрета до температуры около десяти триллионов градусов Цельсия и представляла собой кварк-глюонную плазму — кашу из свободных кварков и глюонов.
При более низких температурах кварки существуют только в связанном с глюонами состоянии и образуют более крупные частицы: протоны и нейтроны.
Физиков интересовали особенности перехода материи из одного состояния в другое. Их численная решеточная модель использовала свойства фазового перехода в квантовой хромодинамике (КХД) для условий ранней Вселенной и учли киральную симметрию между правыми и левыми состояниями кварков, которую ранее не удавалось реализовать в вычислительных процедурах.
Киральная симметрия означает, что у правых и левых кварков их спин ориентирован в разных направлениях.
Вычисления, занявшие несколько месяцев, согласуются с полученными еще в 2007 году данными о температурном фазовом переходе в решеточной КХД. Ученых интересовал тип фазового перехода из одного состояния материи в другое. Результат вычислений свидетельствует, что переход не похож на смену фаз между жидкостью и газом, а скорее представляет собой плавный кроссовер – промежуточное положение между четко разграниченными фазами.
Классификация фазового перехода важна для объяснения наблюдаемой асимметрии между веществом и антивеществом во Вселенной (частиц больше, чем античастиц) и самосогласованности моделей инфляционной космологии и суперсимметрии.
Результаты своих исследований авторы опубликовали два дня назад в журнале Physical Review Letters.
А в тот же самый день в Дубне, в Лаборатории теоретической физике ОИЯИ началась летняя Гельмгольцевская международная школа по теоретической физике на ту же тему: решеточная КХД, структура адронов и адронной материи. Ее оргкомитет возглавляет известный немецкий специалист в области решеточных вычислений в КХД профессор Эрнст Михаэль Ильгенфриц, заместитель директора Лаборатории физики высоких энергий. Традиционно в организации этой школы для молодых ученых, аспирантов и студентов старших курсов из всех стран мира принимает участие немецкое Объединение имени Гельмгольца научно-исследовательских центров Германии. В России в просторечии его коротко называют Обществом Гельмгольца.
Как обычно, слушать лекции самых сильных теоретиков и экспериментаторов мира в Дубну приезжают около семидесяти начинающих ученых из разных стран. В нынешнем украинским физикам году приехать на школу не помешала даже гражданская война в их Отечестве.
А на прошлой Гельмгольцевской школе в ЛТФ ОИЯИ ее студентам читал лекции Питер Петржецки из Брукхейвенской национальной лаборатории (США) – один из авторов того самого расчета рождения Вселенной, что выполнен на петафлопсном компьюторе и обнародован два дня назад. Вот так наука объединяет народы, страны и континенты