W ognistej tygielu wczesnego wszechświata, zaledwie chwile po Wielkim Wybuchu, materia w znanej nam postaci nie istniała. Zamiast tego, wirowała przegrzana „zupa” kwarków i gluonów, stan materii znany jako plazma kwarkowo-gluonowa.
Po raz pierwszy naukowcy precyzyjnie zmodelowali ten pierwotny stan, ujawniając fundamentalny i długo poszukiwany element historii kosmosu. To przełomowe osiągnięcie, dokonane przez włoski zespół badawczy, oferuje bezprecedensowy wgląd w początki wszechświata.
Wyzwanie tkwi w silnych oddziaływaniach jądrowych, które wiążą kwarki. Siła ta jest niezwykle intensywna i nie poddaje się łatwo standardowym równaniom. Aby to przezwyciężyć, zespół wykorzystał zaawansowane symulacje numeryczne, a konkretnie chromodynamikę kwantową na sieci (QCD), połączoną z metodą Monte Carlo.
Takie podejście pozwoliło im symulować temperatury przekraczające 2 miliony miliardów stopni Kelwina, bliskie przejściu elektrosłabemu. Rezultatem jest najdokładniejsze równanie stanu, jakie kiedykolwiek uzyskano dla plazmy kwarkowo-gluonowej, łączące fundamentalne właściwości termodynamiczne.
Co zaskakujące, nawet w tych ekstremalnych temperaturach kwarki i gluony nie były wolne. Silne oddziaływania pozostawały dominujące, wcześniej niż sądzono. Odkrycie to udoskonala nasze zrozumienie narodzin materii, scenariuszy tworzenia cząstek i ewolucji sił fundamentalnych.
Badania te podkreślają potencjał metod obliczeniowych o wysokiej wydajności, takich jak QCD na sieci. Narzędzia te będą kluczowe w rozwikłaniu innych tajemnic fizyki fundamentalnej, takich jak unifikacja sił i momenty po inflacji kosmicznej. Zrozumienie pierwszych mikrosekund wszechświata to nie tylko teoria; chodzi o zrozumienie samych korzeni istnienia.