Kvark-gluon plazma

A kvark-gluon plazma (QGP [2] , kvarkleves [3] , kromoplazma [4] ) a nagyenergiájú és elemi részecskefizikában az anyag aggregált állapota [5] , amelyben a hadron anyag a állapot, amelyben elektronok és ionok a közönséges plazmában [2] [4] . Megelőzi a szem állapota [6] (a szem termizálódik, azaz elpusztul, sok véletlenszerűen mozgó kvarkot , antikvarkot és gluont eredményez – kvark- gluon  plazma [7] ), majd egy hadrongáz következik. [8] . Kvarkokból, antikvarkokból és gluonokból áll [9] .

Általános állapotleírás

Általában a hadronokban lévő anyag úgynevezett színtelen ("fehér") állapotban van [2] . Vagyis a különböző színű kvarkok kompenzálják egymást. Hasonló állapot létezik a közönséges anyagokban - amikor az összes atom elektromosan semleges, vagyis a pozitív töltéseket negatívak kompenzálják. Magas hőmérsékleten az atomok ionizálódhatnak , miközben a töltések szétválnak, és az anyag, ahogy mondani szokás, "kvázi-semleges" lesz. Vagyis a teljes anyagfelhő mint egész semleges marad, és egyes részecskéi megszűnnek semlegesek lenni. Úgy tűnik, ugyanez megtörténhet a hadronos anyaggal - nagyon nagy energiáknál szín szabadul fel [11] , és „kvázi színtelenné” teszi az anyagot [2] , miközben a királis szimmetria helyreáll [12] .

Feltehetően az Univerzum anyaga kvark-gluon plazma állapotban volt az Ősrobbanás utáni első pillanatokban (kb. 10-11 s [13] ) [14] . Van olyan vélemény is, hogy a kvark-gluon plazma tulajdonságai vezettek az Univerzum barionaszimmetriájához [2] . Jelenleg a kvark-gluon plazma több tíz yoktózmásodpercig [15] képződik nagyon nagy energiájú részecskék ütközésekor. A kvark-gluon plazma élettartama a másodperc milliárdod része [11] . A QCD fázisátalakulási hőmérséklet körülbelül 150 MeV. Egy relativisztikus folyadék , például a QGP esetében, amely nem tartja meg a részecskék számát , a megfelelő sűrűségmérték  az s entrópiasűrűség [6] . De egyes tanulmányok eredményei szerint a neutroncsillagok középpontjában kvark-gluon plazma található [13] [16] . Van egy hipotézis , hogy az atommagok összetételükben a protonokon és neutronokon kívül QGP „cseppeket” is tartalmaznak, vagyis az atommagokat heterofázisú rendszernek tekintik [17] .

A kvark-gluon plazma tanulmányozása

Korábban gáznak számított [11] , most (2005 óta [18] ) folyékonynak [2] [13] , szinte ideális és erősen átlátszatlan [6] . Kísérleti felfedezése előtt a kromoplazma fizikai hipotézis volt [4] . A kvark-gluon plazma tanulmányozása segíthet az Univerzum történetének megértésében [2] .

Az elméleti tanulmányozás a Szovjetunióban az 1980-as évek elején kezdődött [19] . A Fizikai Kutatóintézet Ultranagyenergiájú Fizikai Laboratóriuma. A Szentpétervári Állami Egyetem Fizikai Karának Foka részt vesz a QGP feletti Large Hadron Collider ALICE projektjének munkájában. [20] .

A kvark-gluon plazmát kísérletileg az USA -ban, a Brookhaven National Laboratory RHIC -gyorsítójában nyerték ki 2005-ben. 2010 februárjában ott 4 billió fokos plazma hőmérsékletet értek el [21] .

A gyorsítóknál a QGP a felgyorsított részecskék nukleonjainak partonjai ( kvarkok és gluonok ) közötti erős kölcsönhatás eredményeként jön létre [9] . De nem ismert, hogy proton-proton ütközésekben megszülethet-e [22] .

A maximum hőmérsékletet, több mint 10 billió fokot, 2010 novemberében érték el az LHC -n [23] .

2017 októberében ütköztek először xenonmagok a Large Hadron Colliderben , hogy tanulmányozzák: meghatározzák a kialakulásához szükséges kritikus energiát [24] .

Forró kvark-gluon plazmaolvadékba merített mezonok [25] .

Az Oroszországban épülő NICA ütköztető egyik célja a QGP tanulmányozása [26] .

Lásd még

Jegyzetek

  1. ↑ ALICE kísérlet Archiválva : 2012. június 18.
  2. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 Forróbb, mint a Nap. Mindent a plazmáról . Lenta.Ru (2012. június 28.). Hozzáférés időpontja: 2014. január 26. Az eredetiből archiválva : 2014. január 4.
  3. ↑ Bohr, Henrik; Nielsen, HB Hadron előállítása forrásban lévő kvarklevesből: kvarkmodell, amely előrejelzi a hadronikus ütközések részecskearányait  // Nuclear Physics B  : Journal  . - 1977. - 1. évf. 128. sz . 2 . - 275. o . - doi : 10.1016/0550-3213(77)90032-3 . — .
  4. ↑ 1 2 3 Kvark-gluon plazma . Fizikai Enciklopédia . Letöltve: 2014. március 30. Az eredetiből archiválva : 2013. május 4..
  5. ↑ Sokoldalú proton Miért érdekes mindez a fizikusok számára? . Elements.ru . Archiválva az eredetiből 2011. augusztus 24-én.
  6. ↑ 1 2 3 V. L. Korotkikh. Forró nukleáris anyag robbanása . old.sinp.msu.ru. Az eredetiből archiválva: 2013. április 5.
  7. ↑ Nukleáris ütközések feltárása . Elements.ru . Letöltve: 2013. október 30. Az eredetiből archiválva : 2013. október 30..
  8. ↑ "Hogyan szakad meg a pillanat" Igor Ivanov. Az előadást a Dmitrij Zimin Alapítvány „Dinasztia” matematika-fizikatanárok összoroszországi versenyének díjazottjainak konferenciáján tartották. 2009. június 29., Moszkva falu . Letöltve: 2015. szeptember 8. Az eredetiből archiválva : 2015. szeptember 28..
  9. ↑ 1 2 Antianyag. Quark-Gluon Plasma Archiválva : 2014. március 5.
  10. ↑ NICA ütköztető Science . Letöltve: 2021. június 22. Az eredetiből archiválva : 2021. június 24.
  11. ↑ 1 2 3 I. Roizen. Quark-Gluon plazma . Tudomány és élet (2001. március). Letöltve: 2013. augusztus 9. Az eredetiből archiválva : 2015. december 17..
  12. ↑ I. M. Dremin, A. B. Kaidalov . Kvantumkromodinamika és az erős kölcsönhatások fenomenológiája . Haladás a fizikai tudományokban (2006. március). doi : 10.3367/UFNr.0176.200603b.0275 . UFN 176 275–287 (2006). Letöltve: 2014. június 21. Az eredetiből archiválva : 2013. szeptember 29..
  13. ↑ 1 2 3 I. Ya. Arefieva. A nehézion-ütközések során keletkezett kvark-gluon plazma holografikus leírása  // Uspekhi Fizicheskikh Nauk . - Orosz Tudományos Akadémia , 2014. Az eredetiből archiválva : 2013. augusztus 28..
  14. ↑ Astvatsaturyan Marina. Moszkva visszhangja :: A tudomány gránitja Megkezdődött a Nagy Hadronütköztető újraindításának folyamata az Európai Nukleáris Kutatási Központban (CERN), erről tudósítottak a múlt héten tudósítók: Marina Astvatsaturyan . Moszkva visszhangja. Az eredetiből archiválva : 2014. május 19.
  15. ↑ Egy pillanat a joktózszekundumból . Archiválva az eredetiből 2015. augusztus 17-én.
  16. ↑ Ismeretlen hőforrást találtak a neutroncsillagok kérgében . Lenta.ru (2013. december 2.). Letöltve: 2014. március 9. Az eredetiből archiválva : 2013. december 6..
  17. ↑ QUARK-GLUON PLAZMA • Nagy Orosz Enciklopédia . Archiválva az eredetiből 2016. április 23-án.
  18. ↑ Aszimmetrikus magütközések során is keletkeznek apró kvark-gluon plazmacseppek . Letöltve: 2020. július 6. Az eredetiből archiválva : 2018. szeptember 21.
  19. ↑ E. V. Shuryak. Kvark -gluon plazma  // Uspekhi fizicheskikh nauk . - Orosz Tudományos Akadémia , 1982. Az eredetiből archiválva : 2014. október 29.
  20. ↑ "A fizikusok megtalálták a kulcsot az univerzum titkaihoz" Archiválva : 2016. március 4.
  21. ↑ BNL Newsroom – „Tökéletes” folyadék, elég forró ahhoz, hogy kvarkleves legyen. A protonok, neutronok megolvadnak, és "kvark-gluon plazmát" termelnek az RHIC-ben . Archiválva az eredetiből 2015. június 12-én.
  22. ↑ Új utalások jelennek meg a kvark-gluon plazmára protonütközések során . Letöltve: 2020. július 6. Az eredetiből archiválva : 2018. szeptember 21.
  23. ↑ Computerra: Big Bang at the Large Hadron Collider . Az eredetiből archiválva: 2016. március 5.
  24. ↑ Xenon atommagok ütköztek először a Large Hadron Collidernél Archiválva : 2017. november 16.
  25. ↑ Elemek – tudományos hírek: A nehéz mezonok másképp olvadnak meg a kvark-gluon plazmában . Archiválva az eredetiből 2015. július 21-én.
  26. ↑ NICA ütköző . Letöltve: 2021. június 22. Az eredetiből archiválva : 2020. december 4.

Irodalom

Linkek

  Ugrás a Wikidata elemre  Szótárak és enciklopédiák