وبلاگ

پلاسمای کوارک گلوئون (QGP) یک حالت برانگیخته از ماده است که دانشمندان در آزمایشگاه با برخورد دو هسته سنگین ایجاد می کنند. این برخوردها یک گلوله آتشین QGP تولید می کند. گوی آتشین با پیروی از قوانین هیدرودینامیک که بر رفتار سیالات تحت شرایط مختلف حاکم است، منبسط و سرد می شود. در نهایت، ذرات زیراتمی (پروتون ها، پیون ها و هادرون های دیگر، یا ذراتی که از دو یا چند کوارک تشکیل شده اند) ظاهر می شوند که توسط آشکارسازهای اطراف برخورد مشاهده و شمارش می شوند.

نوسانات تعداد این ذرات از برخورد برای برخورد اطلاعات مهمی در مورد QGP حمل می کند. با این حال، استخراج این اطلاعات از آنچه دانشمندان می توانند مشاهده کنند، کار دشواری است. رویکردی به نام اصل آنتروپی ماکزیمم، ارتباط مهمی بین این مشاهدات تجربی و هیدرودینامیک QGP فراهم می‌کند. گلوله آتشین.

رویکرد این است شرح داده شده در دفتر خاطرات نامه معاینه فیزیکی.

همانطور که گلوله آتشین QGP منبسط و سرد می شود، در نهایت آنقدر رقیق می شود که توسط هیدرودینامیک توصیف نمی شود. در این مرحله، QGP “هادرونیزه” شده است. این بدان معنی است که انرژی و سایر خواص کوانتومی آن توسط هادرون ها حمل می شود. اینها هستند ذرات زیر اتمی مانند پروتون ها، نوترون ها و پیون ها که از کوارک ها تشکیل شده اند. هادرون ها “یخ می زنند” – آنها اطلاعات مربوط به وضعیت هیدرودینامیکی نهایی گلوله آتشین QGP را منجمد می کنند و به ذرات خارج شده از برخورد اجازه می دهند این اطلاعات را در یک آزمایش به آشکارسازها منتقل کنند.

این مطالعه ابزاری برای استفاده از شبیه‌سازی برای محاسبه قابل مشاهده‌ها فراهم می‌کند نوسانات در QGP این به محققان دانشگاه ایلینویز در شیکاگو اجازه داد تا از فریز کردن برای شناسایی نکاتی استفاده کنند نقطه بحرانی بین یک گلوله آتشین QGP و حالت گازی هارونیزه. این نکته حساس یکی از سوالات برجسته دانشمندان است کرومودینامیک کوانتومینظریه برهمکنش های قوی گلوئون بین کوارک ها

نوسانات در QGP اطلاعات مربوط به منطقه نمودار فاز QCD را که در آن برخوردها “یخ می زند” حمل می کند. این باعث می شود که جفت شدن نوسانات در هیدرودینامیک به نوسانات هادرون های مشاهده شده یک گام مهم در ترجمه اندازه گیری های تجربی به نقشه نمودار فاز QCD باشد. نوسانات بزرگ رویداد به رویداد نشانه های تجربی نقطه بحرانی هستند.

داده های برنامه اسکن انرژی پرتو Run-I (BES) در برخورد دهنده یون سنگین نسبیتی (RHIC) وجود نقطه بحرانی را نشان می دهد. برای پیگیری این اشاره، محققان یک رویکرد جدید و جهانی برای تبدیل نوسانات هیدرودینامیکی به نوسانات چندگانه هادرونیک پیشنهاد کردند.

این رویکرد به طرز ظریفی بر چالش‌هایی که تلاش‌های قبلی برای حل این مشکل با آن مواجه بود غلبه می‌کند. مهمتر از همه، رویکرد جدید مبتنی بر اصل آنتروپی حداکثر، تمام اطلاعات مربوط به نوسانات مقادیر حفظ شده توسط هیدرودینامیک را حفظ می کند. روش انجماد جدید کاربردهایی در محاسبات نظری نوسانات رویداد به رویداد و همبستگی های مشاهده شده در آزمایش هایی مانند برنامه اسکن انرژی پرتو در RHIC با هدف ترسیم نمودار فاز QCD پیدا می کند.