РЕЛЯТИВИ́СТСКАЯ Я́ДЕРНАЯ ФИ́ЗИКА

РЕЛЯТИВИ́СТСКАЯ Я́ДЕРНАЯ ФИ́ЗИКА, изу­ча­ет свой­ст­ва и эво­лю­цию ядер­ной ма­те­рии при экс­тре­маль­но вы­со­ких зна­че­ни­ях плот­но­сти энер­гии и темп-ры, ко­то­ры­ми ха­рак­те­ри­зо­ва­лась Все­лен­ная в пер­вые ок. 10^-5 с сво­его су­ще­ст­во­ва­ния.

Со­глас­но кван­то­вой хро­мо­ди­на­ми­ке, ядер­ная (силь­но­взаи­мо­дей­ст­вую­щая) ма­те­рия в этих ус­ло­ви­ях долж­на пред­став­лять со­бой кварк-глю­он­ную плаз­му, то­гда как в обыч­ных ус­ло­ви­ях пар­то­ны (квар­ки и глюо­ны) со­еди­ня­ют­ся в ад­роны. Кри­тич. темп-ра пе­ре­хо­да ма­те­рии в со­стоя­ние кварк-глю­он­ной плаз­мы оце­ни­ва­ет­ся ве­ли­чи­ной ок. 200 МэВ, что со­от­вет­ст­ву­ет 2,3·10¹² К (в 10⁵ раз вы­ше темп-ры в цен­тре Солн­ца). Та­кие ус­ло­вия в фем­то­ско­пи­чес­ких (раз­ме­ром ок. 10^–15 м) сгу­ст­ках ве­ще­ст­ва мож­но по­лу­чить при столк­но­ве­нии тя­жё­лых ядер сверх­вы­со­ких энер­гий. В по­доб­ных экс­пе­ри­мен­тах ис­сле­ду­ют­ся фун­дам. во­про­сы струк­ту­ры и свойств ма­те­рии в экс­т­ре­маль­ных ус­ло­ви­ях (со­стоя­ние и со­став ма­те­рии, струк­ту­ра ва­куу­ма, по­яв­ле­ние мас­сы у ну­кло­нов, со­стоя­щих из поч­ти ли­шён­ных мас­сы квар­ков). Та­ким об­разом, Р. я. ф. рас­смат­ри­ва­ет во­про­сы ядер­ной фи­зи­ки, фи­зи­ки эле­мен­тар­ных час­тиц, ас­тро­фи­зи­ки и кос­мо­ло­гии.

Ги­по­те­за о кри­тич. по­ве­де­нии ядер­ной ма­те­рии при под­хо­де к темп-ре ок. 200 МэВ вы­ска­за­на в 1965 швейц. фи­зи­ком Р. Ха­ге­дор­ном. В 1980 рос. фи­зик Э. В. Шу­ряк про­вёл де­таль­ный ана­лиз вы­со­ко­тем­пе­ра­тур­ной фа­зы ядер­ной ма­те­рии и пред­ло­жил тер­мин «кварк-глю­он­ная плаз­ма». В 1983 Дж. Бьёр­кен по­ка­зал, что столк­но­ве­ния ядер сверх­вы­со­ких энер­гий от­кры­ва­ют воз­мож­ность по­лу­че­ния экс­тре­маль­но го­ря­чей ядер­ной ма­те­рии в зем­ных ус­ло­ви­ях. Ны­не та­кие экс­пе­ри­мен­ты про­во­дят­ся на кол­лай­де­рах (пре­им. в Брук­хей­вен­ской нац. ла­бо­ра­то­рии и ЦЕРНе). Раз­ра­бот­ка и соз­да­ние чрез­вы­чай­но слож­ных и до­ро­гих экс­пе­рим. ус­та­но­вок ста­ли воз­мож­ны­ми толь­ко при объ­е­ди­не­нии уси­лий боль­шо­го чис­ла учё­ных из мн. стран в рам­ках круп­ных ме­ж­ду­нар. ме­га­экс­пе­ри­мен­тов. В ре­зуль­та­те экс­пе­ри­мен­тов по­лу­че­ны на­дёж­ные сви­де­тель­ст­ва об­ра­зо­ва­ния при ло­бо­вых столк­но­ве­ни­ях тя­жё­лых ядер сверх­вы­со­ких энер­гий силь­но­взаи­мо­дей­ст­вую­щей пар­тон­ной ма­те­рии. Об­на­ру­же­но, что об­ра­зую­щие­ся при столк­но­ве­ни­ях сгу­ст­ки этой ма­те­рии ха­рак­те­ри­зу­ют­ся очень вы­со­кой темп-рой (> 200 МэВ). Ус­та­нов­ле­но так­же, что по сво­им свой­ст­вам эта ма­те­рия пред­став­ля­ет со­бой иде­аль­ную жид­кость, в ко­то­рой со­хра­ня­ет­ся силь­ное взаи­мо­дей­ст­вие ме­ж­ду пар­то­на­ми и воз­бу­ж­да­ют­ся кол­лек­тив­ные по­то­ки (пер­во­на­чаль­но ожи­да­лось, что это бу­дет иде­аль­ный газ не­взаи­мо­дей­ст­вую­щих пар­то­нов).