«Вселенная становится для нас чуть более понятной»

Андрей Серяков, магистр физики и многократный победитель Science Slam, в рубрике «Диссер в три абзаца» рассказал о своей научной работе и о методологии, с помощью которой он изучает Вселенную.

Досье

Автор: Андрей Серяков, магистр физики, младший научный сотрудник Лаборатории физики сверхвысоких энергий (LUHEP) СПбГУ, участник эксперимента NA61/SHINE CERN, трехкратный победитель Science slam, создатель паблика «Цернач».

Тема: «Multiplicity and forward energy fluctuations in Be+Be and Ar+Sc collisions at SPS». Научный руководитель – M.Gazdzicki.

Дата защиты: в ближайшие два года.

Суть работы

В первые микросекунды после Большого взрыва температура Вселенной была более 40 000 000 000 000 С. При такой температуре вещество находится в состоянии кварк-глюонной плазмы (КГП), когда кварки не заперты в протоны и нейтроны, а могут свободно перемещаться. КГП, видимо, не существует в современной Вселенной (за исключением, возможно, ядер нейтронных звезд), но на передовых ускорителях тяжелых ионов (таких как Большой адронных коллайдер) мы можем создавать ее в лабораторных условиях. На эксперименте NA61/SHINE мы изучаем фазовый переход из “обычной” окружающей нас материи (протонов и нейтронов) в КГП, а так же пытаемся нащупать критическую точку этого перехода.

Какие исследования были проведены

Я занимаюсь непосредственно поиском критической точки. Ожидается, что флуктуации различных наблюдаемых величин, будут чувствительны к ней, и мы увидим их немонотонное поведение вблизи точки. В отличии от воды, в столкновениях тяжелых ионов очень сложно варьировать параметры, такие как температура и давление (а так же бариохимический потенциал). Поэтому сканирование осуществляется изменением типа сталкивающихся систем и энергии. Мы работаем с пятью системами (протоны, бериллий, аргон, ксенон, свинец) и шестью энергиями, где ожидается переход. Я занимаюсь анализом миллионов столкновений Be+Be и Ar+Sc, измеряю количество рожденных частиц от столкновения к столкновению, а так же количество непровзаимодействовавших протонов и нейтронов из ядер. Считаю флуатуации этих величин.

Какая в этом польза

Никакой прямой пользы от изучения КГП обществу нет. Просто Вселенная становится для нас чуть более понятной. Хотя вырабатывается огромное количество широко применяемых «побочных» технологий, ведь подобные эксперименты из «Икеи» не построишь, все надо изобретать. Будет безусловная польза для коммьюнити, мы уже в результатах видим кое-что необычное, что я до публикации не могу освещать. Могу лишь сказать, что это не искомая критическая точка. Есть наработки по машинному обучению, которые после завершения, возможно, будут применять на строящихся ускорителях NICA в Дубне и FAIR в Германии. Я настроен очень оптимистично, впереди достаточно времени.