Najnowsze dane eksperymentalne zostaną zaprezentowane na tegorocznej konferencji Quark Mater. Nowe obserwacje oparte są głównie na danych ze zderzeń jonów ołowiu zebranych w ciągu czterech tygodni w 2011 roku.
Bezpośrednio po Wielkim Wybuchu, kwarki i gluony – podstawowe składniki budowy materii – nie były uwięzione w cząstkach, takich jak proton czy neutron, jak to ma miejsce obecnie. Poruszały się swobodnie tworząc tzw. „plazmę kwarkowo-gluonową”.
Zderzenia jonów ołowiu w LHC, najpotężniejszym na świecie akceleratorze cząstek, wytwarzają na niezmiernie krótki moment warunki podobne do tych panujących we wczesnym wszechświecie - stan plazmy, który udało się odtworzyć, składał się z najgęściejszej i najgorętszej materii, jaką kiedykolwiek badano w warunkach laboratoryjnych. Była ona 100 000 razy cieplejsza niż wnętrze Słońca i gęściejsza niż gwiazda neutronowa.
- Celem działania LHC i działających na nim detektorów jest odpowiedź na kluczowe pytania fundamentalnej fizyki. Poza dalszym badaniem niedawno odkrytej cząstki, być może bozonu Higgsa, fizycy studiują wiele innych ważnych zjawisk w zderzeniach proton-proton oraz ołów-ołów. Fizyka ciężkich jonów jest kluczowa dla zrozumienia własności materii pierwotnego wszechświata - powiedział Rolf Heuer, dyrektor naczelny ośrodka CERN.
Ważny fragment badań prowadzonych w ośrodku CERN skupia się na tzw. „cząstkach powabnych”, które zawierają kwark powabny lub jego antycząstkę. Kwarki powabne, 100 razy cięższe od kwarków dolnych i górnych tworzących zwykłą materię, zostają znacznie spowolnione w trakcie przedzierania się przez plazmę kwarkowo-gluonową, dając wyjątkową możliwość badania jej własności. Podczas eksperymentów zaobserwowano również oznaki tzw. zjawiska „termalizacji”, podczas którego następuje łączenie się kwarków i antykwarków powabnych w cząstki nazywane „czarmonium”.
- Z pomocą danych, które cały czas analizujemy oraz tych, które jeszcze zbierzemy w lutym przyszłego roku, jesteśmy bliżej niż kiedykolwiek rozwiązania zagadki pierwotnego wszechświata - powiedział Paolo Giubellino, szef zespołu badawczego ALICE.
Podczas badań udało się zaobserwować tzw. „dysocjację czarmonium”. Istnienie tego zjawiska postulowano już w latach 80. XX wieku. Stawiana hipoteza przewidywała że, w zależności od energii wiązania, niektóre ze stanów „kwarkonium”, czyli stanów związanych kwark-antykwark, powinny „topnieć” wewnątrz plazmy, podczas gdy inne mogłyby przetrwać w tak ekstremalnych temperaturach. Podczas eksperymentu w detektorze CMS zaobserwowano wyraźne oznaki takiego zanikania kolejnych stanów.
Na konferencji zaprezentowane zostaną również wyniki obserwacji dotyczące tzw. gaszenia dżetów. Zjawisko to polega na rozproszeniu wysokoenergetycznych strumieni cząstek wewnątrz plazmy kwarkowo-gluonowej. Daje to naukowcom szczegółową informację o gęstości i innych własnościach tego nowego stanu materii.
- Jesteśmy na nowym etapie badań, kiedy to nie tylko obserwujemy zjawisko plazmy kwarkowo-gluonowej, ale również potrafimy dokonywać precyzyjnych pomiarów przy użyciu różnorakich przyrządów pomiarowych – powiedziała Fabiola Gianotti, leader eksperymentu ATLAS. - Prowadzone obecnie badania przyczynią się znacząco do lepszego zrozumienia wczesnego wszechświata.
Paweł Brückman de Renstrom, IFJ PAN
Brak komentarzy:
Prześlij komentarz