Merkelighet og kvark -gluonplasma - Strangeness and quark–gluon plasma

Merkelig produksjon ved relativistiske tunge ionekollisjoner er en signatur og et diagnostisk verktøy for dannelse og egenskaper av kvark -gluonplasma (QGP). I motsetning til opp og ned kvarker , som hverdagsstoff er laget av, nærmer tyngre kvarksmaker som merkelighet og sjarm vanligvis kjemisk likevekt i en dynamisk evolusjonsprosess. QGP (også kjent som kvarkmateriale ) er en interagerende lokalisert samling av kvarker og gluoner ved termisk (kinetisk) og ikke nødvendigvis kjemisk (overflod) likevekt. Ordet plasma signaliserer at fargeladede partikler (kvarker og/eller gluoner) er i stand til å bevege seg i volumet opptatt av plasmaet. Overfloden av merkelige kvarker dannes i parproduksjonsprosesser ved kollisjoner mellom bestanddeler i plasmaet, og skaper den kjemiske overflod likevekten. Den dominerende produksjonsmekanismen innebærer at gluoner bare er tilstede når materie har blitt et kvark -gluonplasma. Når kvark -gluonplasma demonteres i hadroner i en oppbruddsprosess, bidrar den høye tilgjengeligheten av merkelige antikvarker til å produsere antimateriale som inneholder flere merkelige kvarker, som ellers sjelden lages. Lignende betraktninger finnes i dag laget for den tyngre mål smak, som er laget ved begynnelsen av kollisjonen prosessen i den første vekselvirkninger og er bare rikelig i høyenergi-miljøer i CERN 's Large Hadron Collider .

Kvark -gluonplasma i det tidlige universet og i laboratoriet

Kollisjon mellom to svært energiske kjerner skaper et ekstremt tett miljø, der kvarker og gluoner kan samhandle som frie partikler i korte øyeblikk. Kollisjonene skjedde med så ekstreme hastigheter at kjernene ble "pannekake" på grunn av Lorentz -sammentrekning .

Gratis kvarker eksisterte sannsynligvis under de ekstreme forholdene i det veldig tidlige universet til rundt 30 mikrosekunder etter Big Bang, i en veldig varm gass av frie kvarker, antikvarker og gluoner . Denne gassen kalles kvark-gluonplasma (QGP), siden kvark-interaksjonsladning ( fargeladning ) er mobil og kvarker og gluoner beveger seg rundt. Dette er mulig fordi det tidlige universet ved en høy temperatur er i en annen vakuumtilstand , der normal materie ikke kan eksistere, men kvarker og gluoner kan; de er dekonfinerte (i stand til å eksistere uavhengig som separate ubundne partikler). For å gjenskape denne avgrensede fasen av materie i laboratoriet er det nødvendig å overskride en minimumstemperatur, eller tilsvarende, en minimum energitetthet . Forskere oppnår dette ved hjelp av partikkelkollisjoner ved ekstremt høye hastigheter, hvor energien som frigjøres i kollisjonen kan heve de subatomære partiklenes energier til et ekstremt høyt nivå, tilstrekkelig til at de kort kan danne en liten mengde kvark -gluonplasma som kan studeres i laboratorieeksperimenter for litt mer enn den tiden lyset trenger for å krysse QGP -ildkulen, altså omtrent 10 ⁻²² s. Etter denne korte tiden fordamper den varme dråpen med kvarkplasma i en prosess som kalles hadronisering . Dette er slik siden praktisk talt alle QGP -komponenter flyter ut med relativistisk hastighet. På denne måten er det mulig å studere forhold som ligner dem i det tidlige universet i en alder av 10–40 mikrosekunder.

Oppdagelse av denne nye QGP -tilstanden har blitt kunngjort både på CERN og ved Brookhaven National Laboratory (BNL). Forberedende arbeid, som åpnet for disse funnene, ble utført ved Joint Institute for Nuclear Research (JINR) og Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL) ved Bevalac . Nye eksperimentelle anlegg, FAIR ved GSI Helmholtz Center for Heavy Ion Research (GSI) og NICA ved JINR, er under bygging. Strangeness som signatur av QGP ble først utforsket i 1983. Omfattende eksperimentelle bevis om dets egenskaper blir samlet. Nyere arbeid med ALICE -samarbeidet ved CERN har åpnet en ny vei for å studere QGP og merkelig produksjon ved svært høye energikollisjoner.

Merkelighet i kvark -gluonplasma

Diagnosen og studiet av egenskapene til kvark -gluonplasma kan utføres ved hjelp av kvarker som ikke finnes i materie sett rundt oss. Det eksperimentelle og teoretiske arbeidet er avhengig av ideen om merkelig forbedring. Dette var den første observerbare av kvark -gluonplasma som ble foreslått i 1980 av Johann Rafelski og Rolf Hagedorn . I motsetning til opp- og nedkvarkene, bringes ikke merkelige kvarker inn i reaksjonen av de kolliderende kjernene. Derfor har alle merkelige kvarker eller antikvarker observert i eksperimenter blitt "fersk" laget av kinetisk energi fra kolliderende kjerner, med gluoner som katalysator. Praktisk sett tilsvarer massen av merkelige kvarker og antikvarker temperaturen eller energien som protoner, nøytroner og andre hadroner oppløses til kvarker. Dette betyr at overflod av merkelige kvarker er følsom for forholdene, strukturen og dynamikken i fasen som er avdefinert, og hvis antallet er stort, kan det antas at betingelsene for dekonfinering ble nådd. En enda sterkere signatur på fremmedforbedring er den sterkt forbedrede produksjonen av merkelige antibaryoner . En tidlig omfattende gjennomgang av merkelighet som signatur av QGP ble presentert av Koch, Müller og Rafelski, som nylig ble oppdatert. Overfloden av produserte merkelige anti-baryoner, og spesielt anti-omega , tillot å skille fullt dekonfinert stort QGP-domene fra forbigående kollektive kvarkmodeller som fargetaumodellen foreslått av Biró, Nielsen og Knoll. Den relative mengden av spørsmål løser spørsmål som reises av den kanoniske modellen for fremmedforbedring. ${\ displaystyle {\ bar {\ Omega}} ({\ bar {s}} {\ bar {s}} {\ bar {s}})}$${\ displaystyle \ phi (s {\ bar {s}})/{\ bar {\ Xi}} ({\ bar {q}} {\ bar {s}} {\ bar {s}})}$

Likevekt av merkelighet i kvark -gluonplasma

Man kan ikke anta at utbyttet av merkelige kvarker under alle forhold er i termisk likevekt. Generelt varierer plasmaets kvark-smakssammensetning i løpet av den ultrakorte levetiden ettersom nye smaker av kvarker som merkelighet tilberedes inne. Opp- og nedkvarkene som normalt materiale er laget av, produseres enkelt som kvark-antikvarpar i den varme ildkulen fordi de har små masser. På den annen side vil den neste letteste kvarksmaken - merkelige kvarker - nå sin høye termiske overflod av kvark -gluonplasma, forutsatt at det er nok tid og at temperaturen er høy nok. Dette arbeidet utdypet den kinetiske teorien om merkelig produksjon som ble foreslått av T. Biro og J. Zimanyi som demonstrerte at merkelige kvarker ikke kunne produseres raskt nok alene ved kvark-antikvarksreaksjoner. En ny mekanisme som opererer alene i QGP ble foreslått.

Gluon fusjon til merkelighet

Feynman diagrammer for den laveste orden i sterke koblinger konstante fremstillingsprosesser: gluonfusjon, topp, dominerer lyskvarkbasert produksjon.${\ displaystyle \ alpha _ {s}}$

Utbytteekvilibrering av merkelig utbytte i QGP er bare mulig på grunn av en ny prosess, gluonfusjon, som vist av Rafelski og Müller . Den øverste delen av Feynman -diagrammene viser de nye gluonsmeltingsprosessene: gluoner er de bølgete linjene; merkelige kvarker er de faste linjene; tiden går fra venstre til høyre. Den nederste delen er prosessen der det tyngre kvarkparet stammer fra det lettere kvarkparet vist som stiplete linjer. Gluonfusjonsprosessen skjer nesten ti ganger raskere enn den kvarkbaserte merkelige prosessen, og tillater oppnåelse av det høye termiske utbyttet der den kvarkbaserte prosessen ikke ville gjøre det i løpet av "mikro-bang".

Forholdet mellom nyproduserte par og de normaliserte lyskvarkparene - Wroblewski -forholdet - regnes som et mål på effekten av fremmedproduksjon. Dette forholdet mer enn dobler seg ved tunge ionekollisjoner, og gir en modelluavhengig bekreftelse på en ny mekanisme for merkelig produksjon som opererer i kollisjoner som produserer QGP. ${\ displaystyle {\ bar {s}} s}$${\ displaystyle {\ bar {u}} u+{\ bar {d}} d/2}$

Når det gjelder sjarm og bunnsmak : gluonkollisjonene her skjer i termisk materiefase og er dermed forskjellige fra de høyenergiprosessene som kan oppstå i de tidlige stadiene av kollisjonene når kjernene krasjer i hverandre. De tyngre, sjarmen og bunnkvarkene produseres der dominerende. Studien av relativistiske kjernefysiske (tunge ion) kollisjoner av sjarmert og snart også hadronisk partikkelproduksjon - foruten merkelighet - vil gi komplementær og viktig bekreftelse på mekanismene for dannelse, utvikling og hadronisering av kvark -gluonplasma i laboratoriet.

Merkelig (og sjarm) hadronisering

Illustrasjon av totrinnsprosessen med merkelig antibaryonproduksjon, en nøkkelsignatur for QGP: merkelighet produseres inne i ildkulen og senere i en uavhengig prosess ved hadronisering danner flere (anti) merkelige kvarker (anti) baryoner. Produksjonen av triple rare og er den sterkeste signaturen til dags dato for QGP -dannelse.${\ displaystyle \ Omega}$${\ displaystyle {\ bar {\ Omega}}}$

Disse nykokte merkelige kvarkene finner veien inn i et mangfold av forskjellige sluttpartikler som dukker opp når den varme kvark -gluonplasma -ildkulen bryter opp, se oppsettet med forskjellige prosesser i figur. Gitt den klare forsyningen av antikviteter i "ildkulen", finner man også et mangfold av antimateriepartikler som inneholder mer enn en merkelig kvark. På den annen side, i et system som involverer en kaskade av nukleon-nukleon-kollisjoner, produseres fler-merkelige antimaterier sjeldnere med tanke på at flere relativt usannsynlige hendelser må oppstå i den samme kollisjonsprosessen. Av denne grunn forventer man at utbyttet av fler-merkelige antimateriepartikler produsert i nærvær av kvarkmateriale er forbedret sammenlignet med konvensjonelle serier av reaksjoner. Merkelige kvarker binder også med den tyngre sjarmen og bunnkvarkene som også liker å binde seg med hverandre. Således, i nærvær av et stort antall av disse kvarkene, kan det produseres ganske uvanlig mange eksotiske partikler; noen av dem har aldri blitt observert før. Dette bør være tilfelle i den kommende utforskningen ved den nye Large Hadron Collider ved CERN av partiklene som har sjarm og merkelige kvarker, og til og med bunnkvarker, som komponenter.

Merkelig hadronforfall og observasjon

Universalitet av tverrgående massespektre av merkelige baryoner og antibaryoner målt ved CERN-WA97-samarbeid. Kollisjoner ved 158 A GeV. Disse resultatene viser at alle disse partiklene produseres i eksplosivt hadroniserende ildkule (av QGP) og ikke gjennomgår ytterligere interaksjon når de er produsert. Dette viktige resultatet viser derfor dannelsen av en ny tilstand som ble annonsert på CERN i februar 2000.

Merkelige kvarker er naturlig radioaktive og forfaller ved svake interaksjoner til lettere kvarker på en tid som er ekstremt lang sammenlignet med atomkollisjonstider. Dette gjør det relativt enkelt å oppdage merkelige partikler gjennom sporene etter forfallsproduktene. Tenk som et eksempel på forfallet av en negativt ladet baryon (grønn i figur, dss), til en negativ pion (${\ displaystyle \ Xi}$
u
d) og en nøytral (uds) baryon . Deretter henfaller forfallene til et proton og et annet negativt pion. Generelt er dette signaturen på forfallet av a . Selv om den negative (sss) baryonen har en lignende endelig tilstand forfallstopologi, kan den klart skilles fra fordi forfallsproduktene er forskjellige. ${\ displaystyle \ Lambda}$${\ displaystyle \ Lambda}$${\ displaystyle \ Xi}$${\ displaystyle \ Omega}$${\ displaystyle \ Xi}$

Måling av rikelig dannelse av (uss/dss), (sss) og spesielt deres antipartikler er en viktig hjørnestein i påstanden om at kvark -gluonplasma er dannet. Denne rike formasjonen blir ofte presentert i sammenligning med den skalerte forventningen fra normale proton-protonkollisjoner; en slik sammenligning er imidlertid ikke et nødvendig skritt i lys av de store absolutte avkastningene som trosser konvensjonelle modellforventninger. Det generelle utbyttet av merkelighet er også større enn forventet hvis den nye formen for stoff har blitt oppnådd. Med tanke på at lettkvarkene også produseres i gluonsmeltingsprosesser, forventer man imidlertid økt produksjon av alle hadroner . Studiet av det relative utbyttet av merkelige og ikke -merkelige partikler gir informasjon om konkurransen mellom disse prosessene og dermed reaksjonsmekanismen for partikkelproduksjon. ${\ displaystyle \ Xi}$${\ displaystyle \ Omega}$

Systematikk for merkelig materie og antimateriale

Forbedring av antibaryonutbyttet øker med antall nylagde kvarker (s, anti-s, anti-q) og størrelsen på det kolliderende systemet representert med antall nukleoner "skadet = såret" ved kollisjon av relativistiske tunge ioner. SPS-, RHIC- og ALICE -resultater vist som funksjon av deltakende nukleoner skalert - dette representerer gjenværende forbedring etter fjerning av skalering med antall deltakere.

Arbeidet til Koch, Muller, Rafelski spår at i en quark -gluon plasma -hadroniseringsprosess øker forbedringen for hver partikkelart med det merkelige innholdet i partikkelen. Forbedringene for partikler som bærer en, to og tre merkelige eller antistrange kvarker ble målt, og denne effekten ble demonstrert av CERN WA97 -eksperimentet i tide til CERN -kunngjøringen i 2000 om en mulig kvark -gluonplasmadannelse i eksperimentene. Disse resultatene ble utarbeidet av etterfølgersamarbeidet NA57 som vist i forbedringen av antibaryon -figuren. Den gradvise økningen av forbedringen som en funksjon av variabelen som representerer mengden kjernemateriale som deltar i kollisjonene, og dermed som en funksjon av den geometriske sentraliteten til atomkollisjonen favoriserer sterkt kvark -gluonplasmakilden fremfor normale materiereaksjoner.

En lignende forbedring ble oppnådd ved STAR -eksperimentet ved RHIC . Her er resultater oppnådd når to kollideringssystemer ved 100 A GeV i hver stråle er vurdert: i rødt de tyngre gull-gull-kollisjonene og i blå de mindre kobber-kobber-kollisjonene. Energien ved RHIC er 11 ganger større i CM -referanserammen sammenlignet med det tidligere CERN -arbeidet. Det viktige resultatet er at forbedring observert av STAR også øker med antall deltakende nukleoner. Vi bemerker videre at for de mest perifere hendelsene med det minste antallet deltakere viser kobber- og gullsystemer, med samme antall deltakere, den samme forbedringen som forventet.

Et annet bemerkelsesverdig trekk ved disse resultatene, sammenligning av CERN og STAR, er at forbedringen er av lignende størrelse for de vidt forskjellige kollisjonsenergiene som er tilgjengelige i reaksjonen. Denne forbedringen nær energiuavhengighet er også enig med kvark -gluon -plasma -tilnærmingen angående produksjonsmekanismen for disse partiklene og bekrefter at et kvark -gluon -plasma dannes over et bredt spekter av kollisjonsenergier, sannsynligvis når en minimal energiterskel er overskredet.

ALICE: Løsning av gjenværende spørsmål om merkelighet som signatur på kvark -gluonplasma

LHC-ALICE resultater for oppnådd i tre forskjellige kollisjonssystemer med høyest tilgjengelig energi som en funksjon av ladet hadronmultiplikitet produsert.${\ displaystyle ({\ bar {\ Xi}}+\ Xi /\ phi)}$

Forhold til pion av integrerte utbytter for og . Evolusjonen med mangfold ved mid-hurtighet,, er rapportert for flere systemer og energier, inkludert pp ved TeV, p-Pb ved TeV, og også ALICE foreløpige resultater for pp ved TeV, Xe-Xe på TeV og Pb-Pb kl. TeV er inkludert for sammenligning. Feilfelt viser den statistiske usikkerheten, mens de tomme boksene viser den totale systematiske usikkerheten.${\ displaystyle p, K_ {s}^{0}, \ Lambda, \ phi, \ Xi}$${\ displaystyle \ Omega}$${\ displaystyle \ operatorname {d} \! N_ {ch}/\ operatorname {d} \! \ eta {|} _ {<0.5}}$${\ displaystyle {\ sqrt {s}} = 7}$${\ displaystyle {\ sqrt {s _ {\ operatorname {N} \! \ operatorname {N} \!}}} = 5.02}$${\ displaystyle {\ sqrt {s}} = 13}$${\ displaystyle {\ sqrt {s _ {\ operatorname {N} \! \ operatorname {N} \!}}} = 5.44}$${\ displaystyle {\ sqrt {s _ {\ operatorname {N} \! \ operatorname {N} \!}}} = 5.02}$

Den meget høye presisjonen til (merkelige) partikkelspektre og store tverrgående momentumdekning rapportert av ALICE Collaboration ved Large Hadron Collider (LHC) tillater grundig utforskning av dvelende utfordringer, som alltid følger med ny fysikk, og her spesielt spørsmålene rundt merkelig signatur. Blant de mest diskuterte utfordringene har vært spørsmålet om mengden av produserte partikler blir forsterket eller om sammenligningens grunnlinje er undertrykt. Undertrykkelse forventes når et ellers fraværende kvantetall, for eksempel merkelighet, sjelden produseres. Denne situasjonen ble anerkjent av Hagedorn i hans tidlige analyse av partikkelproduksjon og løst av Rafelski og Danos. I det verket ble det vist at selv om bare noen få par merkelige partikler ble produsert, forsvinner effekten. Saken ble imidlertid gjenopplivet av Hamieh et al. som hevdet at det er mulig at små delvolumer i QGP er relevante. Dette argumentet kan løses ved å utforske spesifikke sensitive eksperimentelle signaturer, for eksempel forholdet mellom doble merkelige partikler av forskjellig type, slik utbytte på ( ) sammenlignet med ( ). Den ALICE eksperiment erholdes dette forhold i noen kollisjonssystem i et vidt spekter av hadronization volum som beskrives av den totale produserte partikkel multiplicy. Resultatene viser at dette forholdet antar den forventede verdien for et stort volum (to størrelsesordener). Ved lite partikkelvolum eller mangfold viser kurven den forventede reduksjonen: ( ) må være mindre sammenlignet med ( ) ettersom antallet produserte merkelige par reduseres og dermed er det lettere å lage ( ) sammenlignet med ( ) som krever to par minimum for å bli laget. Imidlertid ser vi også en økning ved veldig høyt volum-dette er en effekt på nivået med en-to standardavvik. Lignende resultater ble allerede gjenkjent av Petran et al. . ${\ displaystyle ssq}$${\ displaystyle \ Xi}$${\ displaystyle {\ bar {s}} s}$${\ displaystyle \ phi}$${\ displaystyle ssq}$${\ displaystyle \ Xi}$${\ displaystyle {\ bar {s}} s}$${\ displaystyle \ phi}$${\ displaystyle {\ bar {s}} s}$${\ displaystyle \ phi}$${\ displaystyle ssq}$${\ displaystyle \ Xi}$

Et annet høyt rost ALICE- resultat er observasjon av den samme merkelige forbedringen, ikke bare på AA (kjerne-kjerne), men også i pA (proton-kjerne) og pp (proton-proton) kollisjoner når partikkelproduksjonsutbyttet presenteres som en funksjon av multiplisiteten, som, som nevnt, tilsvarer det tilgjengelige hadroniseringsvolumet . ALICE -resultatene viser en jevn volumavhengighet av totalt utbytte av alle studerte partikler som funksjon av volum, det er ingen ekstra "kanonisk" undertrykkelse. Dette er slik siden utbyttet av merkelige par i QGP er tilstrekkelig høyt og følger godt den forventede mengden økning etter hvert som volumet og levetiden til QGP øker. Denne økningen er uforenlig med hypotesen om at for alle reaksjonsvolumer er QGP alltid i kjemisk (utbytte) likevekt av fremmedhet. I stedet bekrefter dette den teoretiske kinetiske modellen foreslått av Rafelski og Müller . Produksjonen av QGP i pp -kollisjoner var ikke forventet av alle, men burde ikke være en overraskelse. Den begynnende deconfinement er naturligvis en funksjon av både energi og kollisjonssystem størrelse. Det faktum at vi ved ekstreme LHC -energier krysser denne grensen også i eksperimenter med de minste elementære kollisjonssystemene, for eksempel pp, bekrefter den uventede styrken til prosessene som fører til QGP -dannelse. Utbruddet av avgrensning i pp og andre "små" systemkollisjoner er fortsatt et aktivt forskningstema.

Utover det merkelige er den store fordelen som tilbys av LHC -energisortimentet rikelig med sjarm og bunnsmak . Når QGP dannes, er disse kvarkene innebygd i en høy tetthet av merkelighet som er tilstede. Dette bør føre til rikelig produksjon av eksotiske tunge partikler, for eksempel
D
_s. Andre tunge smakspartikler, noen som ikke engang har blitt oppdaget på dette tidspunktet, vil også sannsynligvis dukke opp.

SS- og SW-kollisjoner ved SPS-CERN med prosjektil energi 200 GeV per nukleon på fast mål

Illustrasjon av selvanalyserende merkelig hadronforfall: en dobbel merkelig forfall produserer en og usynlig som forfaller og gir en karakteristisk V-signatur ( og p). Denne figuren er laget av det faktiske bildet tatt ved NA35 CERN -eksperimentet. Flere detaljer på side 28 i Letessier og Rafelski.${\ displaystyle \ Xi ^{-}}$${\ displaystyle \ pi ^{-}}$${\ displaystyle \ Lambda}$${\ displaystyle \ pi ^{-}}$

Kvantitativ sammenligning av utbytte skapt i SS med den i oppskalert kollisjon av pp (firkanter) som en funksjon av hurtighet. Kollisjoner ved 200 A GeV.${\ displaystyle {\ bar {\ Lambda}}}$

Når vi ser tilbake på begynnelsen av CERN heavy ion -programmet, ser man de facto kunngjøringer om kvark -gluonplasmafunn. De CERN- NA35 og CERN-WA85 eksperimentelle samarbeid kunngjorde dannelsen i tunge ion reaksjoner mai 1990 på Quark Matter Conference, Menton , Frankrike . Dataene indikerer en betydelig forbedring av produksjonen av denne antimateriale -partikkelen som omfatter én antistrange -kvark, samt anti -opp- og antidown -kvarker. Alle tre bestanddelene i partikkelen er nylig produsert i reaksjonen. WA85 -resultatene var i samsvar med teoretiske spådommer. I den publiserte rapporten tolket WA85 resultatene som QGP. NA35 hadde store systematiske feil i dataene, som ble forbedret i årene etter. Videre trengte samarbeidet for å evaluere pp-bakgrunnen. Disse resultatene presenteres som funksjon av variabelen kalt hurtighet som kjennetegner hastigheten til kilden. Utslippstoppen indikerer at de i tillegg dannede antimateriepartiklene ikke stammer fra de kolliderende kjernene selv, men fra en kilde som beveger seg med en hastighet som tilsvarer halvparten av hastigheten til den innfallende kjernen som er et felles momentum for referansekilde dannet når begge kjernene kolliderer, det vil si den varme kvark -gluonplasma -ildkulen. ${\ displaystyle {\ bar {\ Lambda}}}$${\ displaystyle {\ bar {\ Lambda}}}$

Horn i forhold og utbruddet av avgrensning${\ displaystyle K \ rightarrow \ pi}$

Forholdet mellom midlere multiplisiteter av positivt ladede kaons og pionet som en funksjon av kollisjonsenergi i kollisjoner mellom to lede kjerner og proton -proton interaksjoner.

Et av de mest interessante spørsmålene er om det er en terskel i reaksjonsenergi og/eller volumstørrelse som må overskrides for å danne et domene der kvarker kan bevege seg fritt. Det er naturlig å forvente at hvis en slik terskel eksisterer, bør partikkelutbyttet/forholdene vi har vist ovenfor indikere det. En av de mest tilgjengelige signaturene ville være det relative Kaon -avkastningsforholdet . En mulig struktur er blitt spådd, og faktisk er en uventet struktur sett i forholdet mellom partikler som består av den positive kaonen K (omfattende anti-s-kvarker og opp-kvark) og positive pionpartikler , sett på figuren (faste symboler). Stigning og fall (firkantede symboler) for forholdet er rapportert av CERN NA49 . Grunnen til at de negative kaonpartiklene ikke viser denne "horn" -funksjonen, er at s-kvarkene foretrekker å hadronisere bundet i Lambda-partikkelen, der motpartsstrukturen observeres. Datapunkt fra BNL-RHIC-STAR (røde stjerner) i figur er enig med CERN-dataene.

På grunn av disse resultatene er målet med det pågående NA61/SHINE -eksperimentet ved CERN SPS og den foreslåtte lavenergikjøringen ved BNL RHIC, der spesielt STAR -detektoren kan søke etter begynnelsen av produksjonen av kvark -gluonplasma som en funksjon av energi i domene hvor hornets maksimum er sett, for å forbedre forståelsen av disse resultatene, og for å registrere oppførselen til andre relaterte kvark -gluonplasma -observasjoner.

Outlook

Fremmedproduksjonen og dens diagnostiske potensial som en signatur på kvark -gluonplasma har blitt diskutert i nesten 30 år. Det teoretiske arbeidet på dette feltet fokuserer i dag på tolkningen av de samlede partikkelproduksjonsdataene og avledningen av de resulterende egenskapene til hoveddelen av kvark -gluonplasma på tidspunktet for oppbrudd. Den globale beskrivelsen av alle produserte partikler kan forsøkes basert på bildet av hadroniserende varm dråpe av kvark -gluonplasma eller alternativt på bildet av begrenset og ekvilibrert hadronmateriale. I begge tilfeller beskriver man dataene i den statistiske termiske produksjonsmodellen, men betydelige forskjeller i detaljer skiller arten til kilden til disse partiklene. Eksperimentelle grupper som jobber i feltet liker også å utvikle sine egne dataanalysemodeller, og den eksterne observatøren ser mange forskjellige analyseresultater. Det er så mange som 10–15 forskjellige partikler som følger mønsteret som er forutsagt for QGP som funksjon av reaksjonsenergi, reaksjonssentralitet og merkelig innhold. Ved enda høyere LHC -energier åpner metningen av merkelig utbytte og binding til tung smak nye eksperimentelle muligheter.

Konferanser og møter

Forskere studerer merkelighet som signatur på kvarkgluonplasma og presenterer resultatene på spesialiserte møter. Godt etablert er serien International Conference on Strangeness in Quark Matter, som først ble organisert i Tucson , Arizona , i 1995. Den siste utgaven, 10. – 15. Juni 2019, av konferansen ble holdt i Bari, Italia, og tiltrukket rundt 300 deltakere. Et mer generelt sted er Quark Matter -konferansen, som sist fant sted fra 4. til 9. november 2019 i Wuhan , Kina , og tiltrukket 800 deltakere.

Videre lesning

• Kort historie om søket etter kritiske strukturer i kraftige ionekollisjoner, Marek Gazdzicki, Mark Gorenstein, Peter Seyboth, 2020.
• Oppdagelse av kvark -gluonplasma: merkelige dagbøker, Johann Rafelski, 2020.
• Fire tungionforsøk på CERN-SPS: En tur nedover minnesporet, Emanuele Quercigh, 2012.
• Om historien om flerpartikkelproduksjon ved kollisjoner med høy energi, Marek Gazdzicki, 2012.
• Strangeness and the quark -gluon plasma: tretti års oppdagelse, Berndt Müller, 2012.

Se også

• Kvark -gluonplasma
• Quark -saken
• Hadronisering
• Strangelet
• Merkelig partikkel

Referanser

{{|}}