Здесь слово «температура» имеет статистический смысл: она описывает распределение энергии огромного числа частиц, родившихся в столкновении, а не показание термометра, помещённого внутрь. Энергия удара создаёт кварк-глюонную плазму: состояние, в котором кварки и глюоны уже не заперты внутри отдельных протонов и нейтронов.
Когда протоны перестают быть протонами
На релятивистском коллайдере тяжёлых ионов RHIC сталкивают ядра золота, разогнанные почти до скорости света. По данным Брукхейвенской национальной лаборатории, температура этой материи достигает примерно четырёх триллионов градусов Цельсия.
Большой адронный коллайдер CERN сталкивает ионы свинца при большей энергии и получил ещё более горячую плазму.
Почему установка не плавится
Горячая область микроскопична и расширяется почти мгновенно. Вещество охлаждается и превращается в поток обычных адронов задолго до того, как способно передать макроскопическому прибору опасное количество тепла. Детекторы измеряют эти продукты распада и по их спектрам восстанавливают свойства ранней плазмы.
Температуру определяют по частицам после расширения
Кварк-глюонная плазма живёт слишком мало для прямого термометра. Столкнувшиеся ядра быстро расширяются и превращаются в обычные адроны; детекторы измеряют их импульсы, коллективный поток и редкие частицы. Температуру восстанавливают по согласованию нескольких наблюдаемых величин с гидродинамической моделью, поэтому рекорд всегда относится к конкретному этапу и способу оценки.
Коллаборации RHIC и LHC международны; участие учёных из отдельной страны не делает рекорд «созданным одной национальной лабораторией». Исследования нужны не ради числа в книге рекордов. Они проверяют квантовую хромодинамику и помогают понять материю первых микросекунд после Большого взрыва.