התנגשויות באנרגיה גבוהה עוזרות ליצור מחדש ולחקור פלזמה של קווארק-גלואון, תוך התמקדות בריקומבינציה של קסם וקווארקים תחתונים ל-Bc mesons, חתימת מפתח של QGP. נתונים ניסיוניים ממאיץ ההדרון הגדול מאששים את התחזיות התיאורטיות, עם מחקרים נוספים שמטרתם לחדד את זיהוי המזונים הללו. קרדיט: twoday.co.il.com
חוקרים משתמשים בהתנגשויות של יונים כבדים באנרגיה גבוהה כדי לחקור קווארק-גלואון פְּלַסמָה (QGP), לומד את קיומו הזמני ואת הייצור הייחודי של Mesons Bc באמצעות קסם ורקומבינציה של קווארק תחתון.
ממצאים אלה, הנתמכים על ידי נתונים ראשוניים של מאיץ ההדרונים הגדול, מדגישים את הפוטנציאל של Mesons Bc כאינדיקטורים של QGP, עם התקדמות צפויה בשיטות הזיהוי כדי לספק ראיות חותכות יותר.
התנגשויות באנרגיה גבוהה של גרעיני אטום מספקות הזדמנות ייחודית ליצור מחדש את פלזמת הקווארק-גלואון (QGP) במעבדה, לרגע קצר. ה-QGP הוא צורה בסיסית וחמה ביותר של חומר גרעיני שבו פרוטונים וניוטרונים מתמוססים לקווארקים וגלואונים. הוא מילא את היקום המוקדם במיקרו-שניות הראשונות שלאחר ה המפץ הגדול. מדענים משתמשים בהתנגשויות של יונים כבדים (חלקיקים בעלי מטען חשמלי) כדי לייצר מספר רב של הקסם הכבד והקווארקים התחתונים. קווארקים אלה הם בדיקות מצוינות של היווצרות QGP. באופן ספציפי, השילוב מחדש של קסם הנעים בחופשיות וקווארקים תחתונים מקל על הייצור של Bג מזונים – חלקיקים העשויים ממספר שווה של קווארקים ואנטי-קווארקים – כאשר ה-QGP מתפרק.
רקומבינציה של קווארק בפלזמת הקווארק-גלואון שנוצרת בהתנגשויות של גרעינים באנרגיה גבוהה מגבירה את הייצור של Mesons Bc. המזונים הללו מורכבים מקווארק קסם וקווארק תחתון. רוב פלזמת הקווארק-גלואון מתפרקת לאלפי חלקיקים אחרים. קרדיט: CERN (CMS Collaboration, B. Wu, Z. Tang, M. He, and R. Rapp)
מעקב אחר הפלזמה של Quark-Gluon
QGP שנוצר בהתנגשויות של יונים כבדים באנרגיה גבוהה נמשך רק לזמן קצר לפני שהוא מתפרק לאלפי חלקיקים שניתן לראות בגלאים. גלאים אלה עוקבים אחר חתימות – האותות המופקים על ידי סוגים מסוימים של חלקיקים. הגילוי והמחקר של היווצרות QGP בניסויים של יונים כבדים דורשים חתימות שאינן מתרחשות בסוגים אחרים של התנגשויות, כגון התנגשויות פרוטון-פרוטון. במחקר זה, חוקרים ביצעו סימולציות תיאורטיות של קסם וקווארקים תחתונים המתפזרים דרך ה-QGP. הם מצאו שהשילוב מחדש של הקווארקים הללו מגביר את הייצור של Bג מסונים. מנגנון זה אינו מתרחש בהתנגשויות פרוטון-פרוטון ולכן יכול לשמש כחתימה נקייה של היווצרות QGP.
שיפור ייצור Bc Meson ב-QGP
חוקרים מ-HEFTY Topical Collaboration חקרו את השילוב מחדש של קסם וקווארקים תחתונים ל-Bג mesons ב-QGP. הם פיתחו מודל תחבורה המדמה את הקינטיקה של מצבים הקשורים לקווארקים כבדים באמצעות כדור האש QGP המתרחב שנוצר בהתנגשויות של יונים כבדים באנרגיה גבוהה. מחקרים קודמים השתמשו בהצלחה במודל זה כדי לתאר את הייצור של מצבים קשורים קסם-אנטיכרם ותחתית-אנטי-תחתית, ובכך יכול לספק תחזיות עבור Bג חלקיקים (מצבים הקשורים לקסם-אנטי-תחתית).
החוקרים השתמשו בספקטרום מציאותי של קסם וקווארקים תחתונים, שחושבו מהפיזור שלהם דרך ה-QGP, כדי להעריך את תהליכי הרקומבינציה שלהם. התוצאות מראות שיפור גדול של Bג תשואה בהתנגשויות של גרעיני עופרת (Pb), ביחס לזו שבהתנגשויות פרוטונים. ההשפעה הגדולה ביותר צפויה עבור B הנעה לאטג מזונים בהתנגשויות "חזיתיות" של גרעיני Pb, שם נוצר כדור אש QGP גדול עם מספר ניכר של קסם וקווארקים תחתונים.
פרוספקטים עתידיים ונתוני LHC
החישובים התיאורטיים מתאימים לנתונים החלוציים של שיתוף הפעולה CMS במאיץ ההדרונים הגדול (LHC). עם זאת, הנתונים עדיין אינם רגישים ל-B הנע לאטג מזונים; נתונים עתידיים יספקו לכן מבחן קריטי של חתימת QGP זו.
עבודה זו נתמכה על ידי משרד המדע של מחלקת האנרגיה, המשרד לפיזיקה גרעינית באמצעות שיתוף הפעולה האקטואלי בתיאוריה הגרעינית בנושא תורת הטעמים הכבדים (HEFTY) עבור QCD Matter. מחקר זה מומן גם על ידי הקרן הלאומית למדע והקרן הלאומית למדעי הטבע של סין.
