Пређи на садржај

Кварк-глуонска плазма

С Википедије, слободне енциклопедије
Кварк-глуонска плазма део високе густине и високе температуре на овом претпостављеном фазном дијаграму за материју јаке интеракције.[1]

Кварк-глуонска плазма (енгл. quark–gluon plasma - QGP) или кваркна супа[2] је стање материје у квантној хромодинамици (енгл. quantum chromodynamics - QCD) које постоји при екстремно високој теператури и/или густини. Сматра се да се ово стање састоји од асимптотски слободних снажно интерагујућих кваркова и глуона, који су обично ограничени затварањем боје унутар атомских језгара или других хадрона. То је аналогно конвенционалној плазми у којој се језгра и електрони, затворени унутар атома електростатичким силама у условима окружења, могу слободно кретати. Вештачка кваркна материја, која је произведена у Релативистичком сударачу тешких јона Националне лабораторије у Брукхејвену и Великом хадронском сударачу ЦЕРН-а, може се произвести у само сићушним количинама, нестабилна је и немогуће ју је задржати. Она се радиоактивно распада у делићу секунде у стабилне честице путем хадронизације. Произведени хадрони или њихови производи распадања и гама зраци могу се тада детектовати. У фазном дијаграму кваркна материја, QГП се поставља у режим високе температуре и велике густине, док је обична материја хладна и разређена мешавина језгара и вакуума, а хипотетичне кваркне звезде би се састојале од релативно хладне, али густе кваркне материје. Сматра се да је свемир током неколико милисекунди након Великог праска, био у стању кварк-глуонске плазме, што је познато као кваркна епоха.

Снага силе боје значи да се за разлику плазме која наликује гасу, кварк-глуонска плазма понаша као готово идеална Фермијева течност, мада су истраживања карактеристика протока у току.[3] Истраживачки тимови у РХИЦ-у[4] и при ЛХЦ-овом Компактном мионском соленоидном детектору[5] тврдили су да то течност или да постоји чак скоро савршен проток течности са готово никаквим отпором трења или вискозности. QГП се разликује од „слободних” судара по неколико својстава; на пример, њен садржај честица указује на привремену хемијску равнотежу која ствара вишак страних кваркова средње енергије насупрот неравномерној дистрибуцији која меша лагане и тешке кваркове („стварање страности”), и не дозвољава пролазак млазова честица („гашење млазом”).

Експерименти на ЦЕРН-овом Супер протонском синхротрону (СПС) први су покушали да створе QГП током 1980-их и 1990-их. Резултати су подстакли ЦЕРН да објави индиректне доказе о „новом стању материје”[6] 2010. године. Научници при Релативистичком сударачу тешких јона (RHIC) Брукхејвенске натионалне лабораторије саопштили су 2000. године да су они створили кварк-глуонску плазму сударајући јоне злата готово брзином светлости, достижући температуру од 4 билиона степени Целзијуса.[7] Експерименти из 2017. године при RHIC на Лонг Ајленду (Њујорк, САД) и при ЦЕРН-овом Великом хадронском сударачу у близини Женеве (Швајцарска) настављају овај напор,[8][9] сударањем релативистички убрзаног злата и других врста јона (при РХИЦ) или олова (при ЛХЦ) међусобно или са протонима.[9] Три експеримента на ЦЕРН-овом Великом хадронском сударачу (ЛХЦ), на спектрометрима ALICE,[10] ATLAS и CMS, наставили су проучавањеи својства QГП. ЦЕРН је привремено престао са сударањем протона и почели су рад на сударању оловних јона за ALICE експеримент 2011. године, да би створили QГП.[11] Нова рекордно велика температура је остварена у ALICE: Великом експерименту јонског сударача при ЦЕРН-у, августа 2012. године. Њихова публикација у часопису Nature, наводи температурни опсег од 5,5 билиона (5,51012) келвина.[12]

Општи увод

[уреди | уреди извор]

Кварк–глуонска плазма је стање материје у коме су елементарне честице које сачињавају хадроне барионске материје ослобођене од њихове јаке међусобне привлачности под екстремно високим енергетским густинама. Ове честице су кваркови и глуони који сачињавају барионску материју.[13] У нормалној материји кваркови су ограничени; у QГП кваркови немају та ограничења. У класичној QЦД кваркови су фермионске компоненте хадрона (мезони и бариони), док се глуони сматрају бозонским компонентама таквих честица. Глуони су носачи силе, или бозони, QЦД силе боје, док су сами кваркови њихови фермионски пандани.

Иако су експерименталне високе температуре и густине предвиђене као неопходне за стварање кварк-глуонске плазме реализоване у лабораторији, добијена материја се не понаша као квази идеално стање слободних кваркова и глуона, већ, као скоро савршена густа течност.[14] Заправо, чињеница да кварк-глуонска плазма још увек неће бити „слободна” на температурама оствареним у садашњим акцелераторима предвиђена је 1984. године као последица преосталих ефеката заточења.[15][16]

Референце

[уреди | уреди извор]
  1. ^ Пхилип Јохн Сиеменс, Аксел С. Јенсен. Елементс оф Нуцлеи: Манy-Бодy Пхyсицс wитх тхе Стронг Интерацтион. Авалон Публисхинг 1994.
  2. ^ Бохр, Хенрик; Ниелсен, Х. Б. (1977). „Хадрон продуцтион фром а боилинг qуарк соуп: qуарк модел предицтинг партицле ратиос ин хадрониц цоллисионс”. Нуцлеар Пхyсицс Б. 128 (2): 275. Бибцоде:1977НуПхБ.128..275Б. дои:10.1016/0550-3213(77)90032-3. 
  3. ^ „Qуарк-глуон пласма гоес лиqуид”. пхyсицсwорлд.цом. 19. 4. 2005. Приступљено 4. 3. 2016. 
  4. ^ „БНЛ Неwсроом | РХИЦ Сциентистс Серве Уп 'Перфецт' Лиqуид”. www.бнл.гов. Приступљено 21. 4. 2017. 
  5. ^ Имстер, Елеанор (15. 9. 2015). „ЛХЦ цреатес лиqуид фром Биг Банг | Хуман Wорлд”. ЕартхСкy. Приступљено 4. 3. 2016. 
  6. ^ „А Неw Стате оф Маттер – Еxпериментс”. Неwстате-маттер.wеб.церн.цх. 4. 2. 2000. Архивирано из оригинала 11. 08. 2017. г. Приступљено 4. 3. 2016. 
  7. ^ Овербyе, Деннис (15. 2. 2010). „Ин Броокхавен Цоллидер, Бриефлy Бреакинг а Лаw оф Натуре”. Тхе Неw Yорк Тимес. ИССН 0362-4331. Приступљено 21. 4. 2017. 
  8. ^ „РХИЦ | Релативистиц Хеавy Ион Цоллидер”. Бнл.гов. Приступљено 4. 3. 2016. 
  9. ^ а б „'Перфецт' Лиqуид Хот Еноугх то бе Qуарк Соуп”. Архивирано из оригинала 06. 08. 2011. г. Приступљено 30. 08. 2019. 
  10. ^ „Алице Еxперимент: Тхе АЛИЦЕ Портал”. Архивирано из оригинала 13. 2. 2006. г. Приступљено 12. 7. 2005. 
  11. ^ „Тхе ЛХЦ ентерс а неw пхасе”. 4. 12. 2024. Приступљено 23. 11. 2016. 
  12. ^ „Хот стуфф: ЦЕРН пхyсицистс цреате рецорд-бреакинг субатомиц соуп : Неwс блог”. Блогс.натуре.цом. 13. 8. 2012. Архивирано из оригинала 04. 03. 2016. г. Приступљено 4. 3. 2016. 
  13. ^ „Инфоцентер ИЛГТИ: Индиан Латтице Гауге Тхеорy Инитиативе”. Архивирано из оригинала 12. 2. 2005. г. Приступљено 20. 5. 2005. 
  14. ^ Зајц, WА (2008). „Тхе флуид натуре оф qуарк-глуон пласма”. Нуцлеар Пхyсицс А. 805 (1–4): 283ц—294ц. Бибцоде:2008НуПхА.805..283З. арXив:0802.3552 Слободан приступ. дои:10.1016/ј.нуцлпхyса.2008.02.285. 
  15. ^ Плüмер, M.; Раха, С.; Wеинер, Р. M. (1984). „Хоw фрее ис тхе qуарк-глуон пласма”. Нуцл. Пхyс. А. 418: 549—557. Бибцоде:1984НуПхА.418..549П. дои:10.1016/0375-9474(84)90575-X.  Непознати параметар |наме-лист-стyле= игнорисан (помоћ)
  16. ^ Плüмер, M.; Раха, С.; Wеинер, Р. M. (1984). „Еффецт оф цонфинемент он тхе соунд велоцитy ин а qуарк-глуон пласма”. Пхyс. Летт. Б. 139 (3): 198—202. Бибцоде:1984ПхЛБ..139..198П. дои:10.1016/0370-2693(84)91244-9.  Непознати параметар |наме-лист-стyле= игнорисан (помоћ)

Литература

[уреди | уреди извор]

Спољашње везе

[уреди | уреди извор]
Кварк-глуонска плазма на Викимедијиној остави.
Преузето из „https://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=Kvark-gluonska_plazma&oldid=28961011”