ALICE bendradarbiavimas pristatė pirmuosius duomenis apie protonų ir branduolių susidūrimus • Igor Ivanov • "Science News" "Elementai" • LHC, ALICE detektorius, branduoliniai susidūrimai

ALICE bendradarbiavimas pristatė pirmuosius duomenis apie protonų ir branduolių susidūrimus.

Protoninių-branduolių susidūrimų metu atsiradusių į krūvą atsiradusių adronų greitumo pasiskirstymas su bendra susidūrimo energija 5.02 TeV (protonų-nukleonų porai). Raudoni taškai ir rožinė juosta – ALICE bendradarbiavimo duomenys ir jų klaidos, spalvingos linijos – įvairių teorinių modelių prognozės. Vaizdas iš straipsnio arXiv: 1210.3615

Sudėtingų branduolių susidūrimų tyrimas yra vienas iš pagrindinių Didžiojo Hadrono Collider'o mokslinės programos punktų. Vienas detektorių, ALICE, buvo sukurtas specialiai šiai užduočiai. Jei susiduria du didelio energijos branduoliai, tuo pačiu metu susiduriama su kelių šimtų protonų ir neutronų susidūrimu, o trumpam laikui atsiranda karka-gliuono plazma. Jo savybės ir atskirų dalelių, judančių per jį, elgesys yra labai svarbus fizikams, kurie studijuoja stiprią sąveiką.

Švino branduolio susidūrimai LHC įvyko 2010 m. Pabaigoje ir 2011 m. Jie jau gavo daug įdomių duomenų, leidžiančių teoretikams tobulinti modelius, apibūdinančius šios problemos būklę (rezultatų santrauka pateikiama puslapyje "Branduolinių avarijų tyrimo rezultatai", o kai kuriose ataskaitose žr. "LHC News": "Branduoliniai susidūrimai").Tačiau po pirmojo branduolinio susidūrimo LHC tapo aišku, kad protonų ir sunkiųjų branduolių susidūrimai taip pat bus labai naudingi mokslininkams.

Tokių asimetrinių susidūrimų pranašumas yra tas, kad jie padės "išskleisti" poveikį, atsirandantį dėl perėjimo nuo protonų į branduolius. Kai kurie iš šių poveikių yra susiję su pradine būkle, nes branduolys ultragiešiose energijose apskritai nėra paprastas protonų ir neutronų rinkinys, kuriame skirtingų protonų kvarco ir gliuono tankiai sutampa ir tarpusavyje "trukdo". Kitas poveikis yra susijęs su galutine būkle, ty su karklo gliuono plazmos atsiradimu. Jei susiduria du branduoliai, pradinių ir galutinių būsenų poveikis yra susipynęs. Protono su branduoliu susidūrime pradinės būsenos poveikis yra stiprus, be to, galutinės būklės poveikis beveik nėra, nes realios kvarkio gliuono plazmos nėra. Todėl visos išvados, padarytos analizuojant tik branduolinius susidūrimus, yra naudingos papildomai patikrinti protonų branduolį.

Šie ir kiti svarstymai buvo suformuluoti pasiūlyme atlikti tokį LHC patikrinimą, paskelbtą prieš pusantrų metų (žr.mūsų naujienos Aptariama protonų ir branduolinių avarijų galimybė LHC. Vasario mėn. Buvo nuspręsta 2012 m. Pabaigoje surengti išsamią protonų ir branduolinių atakų sesiją. Tiesa, dabar planai šiek tiek pasikeitė: iki metų pabaigos koliažeris ir toliau dirbs protonų režimu, o protonų-branduolinių susidūrimų sesija bus atidėta iki 2013 m. Pradžios. Nepaisant to, pats pirmasis bandymas, kaip Didysis Hadrono Collideris gali stumti tokias asimetrines sijas, jau buvo atliktas rugsėjo viduryje. Bandymas buvo sėkmingas, ir per jį ALICE detektorius net surinko keletą susidūrimų statistikos. Ir taip kitą dieną išėjo dvi preprint bendradarbiavimo, kuriame aprašyti pirmieji moksliniai rezultatai, gauti iš šios statistikos.

Pirmasis straipsnis (arXiv: 1210.3615) pateikia rezultatų matavimo įkaitusių dalelių, susidariusių tokiais susidūrimais. Prieš šį matavimą teorinės prognozės, pagrįstos skirtingais modeliais, skyrėsi beveik du kartus, tačiau jau pirmieji duomenys su klaidomis, kurių tik 5-8%, smarkiai sumažino iki šiol egzistavusias neapibrėžtumas (žr. Paveikslą).

Antrame straipsnyje (arXiv: 1210.4520) buvo ištirtas dar vienas kiekis – pagamintų dalelių pasiskirstymas pagal skersinį impulsą.Prisiminkite, kad protonų-protonų susidūrimuose dažnai gimė hadronic purkštukai – hadrono srautai su gana dideliais skersiniais momentais. Branduolinių susidūrimų metu tokių adronų skaičius smarkiai sumažėja (vienos nukleoninių-nukleoninių susidūrimų požiūriu). Manoma, kad ši priežastis yra purkštuvų gesinimo į kvartalo gliuono plazmą procesas. Pagal pirmiau pateiktą klasifikaciją tai yra galutinės būklės įtaka, todėl ji neturėtų būti pastebima protonų ir branduolių susidūrimuose. Iš tiesų ALICE bendradarbiavimas šiuo metu nemato šio poveikio. Tai reiškia, kad galime teisingai sakyti, kad sunkiųjų adronų skaičiaus sumažinimas branduolinių susidūrimų atveju iš tiesų yra kvarkio gliuono plazmos apraiškos, o ne tam tikras pirminio būdo poveikis.

2013 m., Po pilno protonų ir branduolinių avarijų surinkimo ir rezultatų apdorojimo, galima tikėtis kur kas išsamesnės informacijos apie šį procesą.


Like this post? Please share to your friends:
Parašykite komentarą

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: