"Zupa" kwarkowo-gluonowa
Tuż po Wielkim Wybuchu Wszechświat był wypełniony chaotyczną „zupą”
kwarków i gluonów, cząstek dziś uwięzionych w protonach i neutronach.
Ważny krok ku poznaniu właściwości takiej plazmy kwarkowo-gluonowej
zrobił zespół fizyków pracujących przy detektorze ATLAS w akceleratorze
LHC.Gdy w tunelu akceleratora LHC w ośrodku CERN pod Genewą zderzają się jądra ołowiu pędzące niemal z prędkością światła, materia na ułamki sekund przechodzi do najbardziej egzotycznego stanu znanego współczesnej fizyce: staje się plazmą kwarkowo-gluonową. Nowe informacje o właściwościach tej plazmy, zebrane dzięki analizie strumieni penetrujących ją cząstek, zostały właśnie opublikowane w prestiżowym czasopiśmie „Physical Review Letters” przez międzynarodowy zespół fizyków pracujących przy detektorze ATLAS, w tym także Polaków z krakowskich jednostek: Instytutu Fizyki Jądrowej PAN (IFJ PAN), Uniwersytetu Jagiellońskiego oraz Akademii Górniczo-Hutniczej. O badaniach poinformowano w przesłanym PAP komunikacie IFJ PAN.
Tuż po uformowaniu się czasoprzestrzeni w Wielkim Wybuchu, Wszechświat wypełniała materia o niezwykłych cechach. Kwarki i gluony, dziś trwale uwięzione we wnętrzach protonów i neutronów, poruszały się swobodnie, tworząc jednorodną „zupę”: plazmę kwarkowo-gluonową. Ten wyjątkowy stan materii, pojawiający się dopiero w temperaturach liczonych w bilionach stopni, fizycy potrafią wytwarzać w akceleratorze LHC, w zderzeniach ciężkich jąder atomowych (ołowiu).
Badanie plazmy kwarkowo-gluonowej jest ogromnym wyzwaniem. Pojawia się ona w dość rzadkich zderzeniach, w bardzo małych ilościach. Na dodatek istnieje tylko ułamki sekund. Po tym czasie błyskawicznie stygnie i przekształca się w lawiny zwyczajnych cząstek. Co więcej, współczesna fizyka nie dysponuje narzędziami zdolnymi bezpośrednio obserwować kwarki czy gluony.
„Na szczęście detektory takie jak ATLAS potrafią rejestrować produkty rozpadów cząstek, które z plazmą kwarkowo-gluonową oddziaływały. Starannie analizując właściwości tych cząstek możemy wyciągać wnioski o cechach samej plazmy” - mówi prof. Barbara Wosiek z Instytutu Fizyki Jądrowej PAN (IFJ PAN) w Krakowie.
Najwięcej informacji o plazmie kwarkowo-gluonowej niosą cząstki, które w wyniku zderzenia rozbiegają się „na boki”. Fizycy wnioskują, że mogły one po zderzeniu przedrzeć się przez obłok plazmy kwarkowo-gluonowej, by następnie rozpaść się na skupione, wąskie strugi cząstek, nazywane dżetami.
Po zrekonstruowaniu dżetów zarejestrowanych dla zderzeń jąder ołowiu, zespół fizyków zestawił wyniki z wnioskami z analizy zderzeń proton-proton, w których plazma kwarkowo-gluonowa nie powinna powstawać. Dzięki temu można było ocenić, jak dżety oddziałują z plazmą. Wyniki pozwoliły badaczom odrzucić część modeli teoretycznych plazmy kwarkowo-gluonowej.
Źródło: www.naukawpolsce.pap.pl
03-03-2023
Najdokładniejsze systemy satelitarnego transferu czasu
Nie zawsze zegar atomowy działa lepiej niż kwarcowy.
03-03-2023
Ponad połowa chorych z SARS-CoV2 cierpi na długi covid
Przez długi czas może mieć takie objawy jak zmęczenie.
03-03-2023
Uniwersytet Warszawski będzie kształcić kadry dla energetyki jądrowej
Przekazał Wydział Fizyki UW.
Recenzje