Российский коллайдер NICA начал набор данных.
В 2025 году в Объединённом институте ядерных исследований (ОИЯИ, Дубна) проведён первый сеанс ускорения и столкновения тяжёлых ионов на коллайдерном комплексе NICA (Nuclotron based Ion Collider fAcility). Проект реализуется с 2013 года и нацелен на исследование свойств ядерной материи при экстремально высоких плотности и температуре.
Кварк-глюонная плазма (КГП) — состояние вещества, в котором кварки и глюоны, в обычных условиях удерживаемые внутри адронов (протонов, нейтронов), переходят в свободное состояние. Согласно квантовой хромодинамике, это происходит при плотностях энергии выше критического порога. Такие условия существовали в первые микросекунды после Большого взрыва и могут быть кратковременно воспроизведены в лабораторных условиях при столкновениях тяжёлых ядер с высокой энергией.
Технические параметры
NICA работает в режиме коллайдера тяжёлых ионов. В качестве пучков используются ядра золота, которые разгоняются до энергий в диапазоне 4–11 ГэВ на нуклон (в системе центра масс). Светимость комплекса достигает 1×10²⁷ см⁻²с⁻¹ для ядер золота, что позволяет набирать статистику столкновений, достаточную для детального анализа.
Планируется также эксперимент со столкновениями поляризованных протонов и дейтронов для изучения спиновой структуры нуклонов.
Научная программа
Детектор MPD (Multi-Purpose Detector) регистрирует частицы, образующиеся при столкновениях. Анализ их распределений позволяет реконструировать параметры кварк-глюонной плазмы на разных этапах её эволюции: термализацию, расширение, адронизацию (переход обратно в адроны).
Основные задачи:
· изучение фазовой диаграммы ядерной материи в области высоких барионных плотностей · поиск критической точки — параметров, при которых фазовый переход между адронным газом и КГП меняет характер · исследование коллективных эффектов (потоки частиц, корреляции)
Связь с космологией
Данные, полученные на NICA, сопоставляются с моделями ранней Вселенной. Кварк-глюонная плазма при высоких барионных плотностях соответствует состоянию вещества через 10⁻⁵–10⁻⁴ секунды после Большого взрыва, когда барионная асимметрия уже сформировалась, но температура оставалась экстремально высокой.
Контекст
Ранее столкновения тяжёлых ионов изучались на коллайдерах RHIC (Брукхейвен, США) и LHC (ЦЕРН, Швейцария). NICA дополняет их, работая в более высоком диапазоне барионных плотностей, что важно для понимания нейтронных звёзд и других астрофизических объектов с плотной материей.
