Связь кварковой материи с Хиггсом

Чтобы понять то, что держит эти видимые формы материи вместе, начиная от звезд до планет,  мы должны понять, как кварки и глюоны взаимодействуют. Вот в чем суть кварковой физики материи  и Международной конференции кварковой материи 2012, проходившей в Вашингтоне, округ Колумбия, с 12 по 18 августа.

"Мы изучаем 99 процентов от массы видимой Вселенной, которую не объясняет Хиггс", говорит Питер Штейнберг, физик из департамента Брукхейвенской национальной лаборатории энергетики США и  участник конференции кварковой материи.

Видимая материя, объясняет он,  состоит из атомов, которые получают свою массу в основном из протонов и нейтронов, входящих в состав атомных ядер. Электронов, вращающихся вокруг ядра,  практически нет. Но протоны и нейтроны каждого из трех кварков, являются гораздо более массивными, чем сумма составляющих их частиц. Откуда все эти "лишние" массы?

Физики считают, ответ заключается в том, как кварки взаимодействуют посредством обмена глюонов, безмассовых частиц, которые удерживают кварки друг с другом через сильнейшие силы природы, и взаимодействие между самими глюонами. Они дразнят друг друга особенностями этой силы, которая становится все сильнее и сильнее, если попытаться оттащить субатомные кварки друг от друга, физически ускорив атомные ядра до скорости света, где глюоны становятся доминирующими, а затем направить их в лобовое столкновение в ускорителе частиц, например в Коллайдере релятивистских ионов (RHIC) в Брукхейвене или Большом адронном коллайдере в Европе. Эти столкновения воссоздают условия, которые существовали в начале вселенной, прежде чем кварки соединились и образовали протоны и нейтроны. Изучение поведения "свободных" кварков и глюонов в этой исконной кварк-глюонной плазме должно помочь ученым лучше понять эти мощные силы и то, как они порождают так много массы, которую мы видим, когда частицы объединяются для формирования обычной материи.

Таким образом, хотя видимая материя составляет лишь незначительную часть от всей вселенной, только пять процентов, а остальная часть состоит из темной материи и таинственной темной энергии - этого достаточно, чтобы занять физиков, таких как Штейнберг, на некоторое время.