Странность и кварк-глюонная плазма. - Strangeness and quark–gluon plasma

Смотрите также: Странность

Производство странностей в столкновения релятивистских тяжелых ионов это подпись и диагностический инструмент из кварк-глюонная плазма (QGP) формирование и свойства.^[1] В отличие от вверх и вниз кварки, из которого сделана повседневная материя, более тяжелые кварковые ароматы, такие как странность и очарование обычно приближаются к химическому равновесию в процессе динамической эволюции. QGP (также известный как кварковая материя ) представляет собой взаимодействующую локализованную сборку кварки и глюоны в термический (кинетический) и не обязательно химическое (изобилие) равновесие. Слово «плазма» означает, что цветные заряженные частицы (кварки и / или глюоны) могут перемещаться в объеме, занимаемом плазмой. Обилие странные кварки формируется в парное производство процессы в столкновениях между составляющими плазмы, создающие равновесие химического состава. Доминирующий механизм производства предполагает глюоны присутствует только тогда, когда вещество превратилось в кварк-глюонную плазму. Когда кварк-глюонная плазма распадается на адроны в процессе распада высокая доступность странных антикварки помогает производить антивещество, содержащее несколько странных кварков, которое иначе получается редко. Аналогичные соображения в настоящее время сделаны для более тяжелых очарование аромат, который создается в начале процесса столкновения при первых взаимодействиях и присутствует в изобилии только в высокоэнергетических средах ЦЕРН с Большой адронный коллайдер.

Кварк-глюонная плазма в ранней Вселенной и в лаборатории

Столкновение двух высокоэнергетических ядра создают чрезвычайно плотную среду, в которой кварки и глюоны могут на короткое время взаимодействовать как свободные частицы. Столкновения происходили с такими экстремальными скоростями, что ядра "лепились" из-за Лоренцево сокращение.

Свободные кварки, вероятно, существовали в экстремальных условиях очень ранней Вселенной примерно до 30 лет. микросекунды после Большого взрыва,^[2] в очень жарком газ свободных кварков, антикварков и глюоны. Этот газ называется кварк-глюонная плазма (QGP), поскольку заряд взаимодействия кварков (цветной заряд ) подвижен, а кварки и глюоны перемещаются. Это возможно, потому что при высокой температуре ранняя Вселенная находится в другом состояние вакуума, в котором нормальная материя не может существовать, но могут существовать кварки и глюоны; они есть деконфигурированный (могут существовать независимо как отдельные несвязанные частицы). Чтобы воссоздать это деконфигурированный фаза материи в лаборатории необходимо превышение минимальной температуры или ее эквивалента, минимума плотность энергии. Ученые достигают этого, используя столкновения частиц на чрезвычайно высоких скоростях, когда энергия, выделяющаяся при столкновении, может поднять энергию субатомных частиц до чрезвычайно высокого уровня, достаточного для того, чтобы они на короткое время образовали крошечное количество кварк-глюонной плазмы, которую можно изучать в лабораторных экспериментах за немного больше, чем свету нужно время, чтобы пересечь огненный шар QGP, таким образом, около 10⁻²² с. По истечении этого короткого времени горячая капля кварковой плазмы испаряется в процессе, называемом адронизация. Это так, поскольку практически все компоненты QGP вытекают с релятивистской скоростью. Таким образом, можно изучать условия, аналогичные тем, которые были в ранней Вселенной в возрасте 10–40 микросекунд.

Открытие этого нового QGP состояние дела было объявлено как на ЦЕРН^[3] и в Брукхейвенская национальная лаборатория (BNL).^[4] Подготовительные работы, учитывающие эти открытия, велись на Объединенный институт ядерных исследований (ОИЯИ) и Национальная лаборатория Лоуренса Беркли (LBNL) в Бевалак.^[5] Новые экспериментальные комплексы, СПРАВЕДЛИВЫЙ на GSI Центр исследования тяжелых ионов имени Гельмгольца (GSI) и NICA в ОИЯИ, находятся в стадии строительства. Странность как признак QGP впервые была исследована в 1983 году.^[6] Собираются исчерпывающие экспериментальные данные о его свойствах. Последние работы ALICE сотрудничество^[7] в CERN открыли новый путь к изучению QGP и образования странностей в pp-столкновениях с очень высокими энергиями.

Странность в кварк-глюонной плазме.

Диагностика и изучение свойств кварк-глюонной плазмы может быть предпринято с использованием кварков, которых нет в видимой вокруг нас материи. Экспериментальная и теоретическая работа основана на идее увеличения странности. Это была первая наблюдаемая кварк-глюонная плазма, предложенная в 1980 г. Иоганн Рафельски и Рольф Хагедорн.^[8] В отличие от верхних и нижних кварков, странные кварки не вступают в реакцию сталкивающимися ядрами. Следовательно, любые странные кварки или антикварки, наблюдаемые в экспериментах, были «недавно» созданы из кинетической энергии сталкивающихся ядер, а глюоны являются катализатором.^[9] Удобно, что масса странных кварков и антикварков эквивалентно температуре или энергии, при которых протоны, нейтроны и другие адроны растворяются в кварках. Это означает, что количество странных кварков чувствительно к условиям, структуре и динамике фазы деконфайнмента материи, и, если их количество велико, можно предположить, что условия деконфайнмента были достигнуты. Еще более сильным признаком увеличения странности является сильно увеличенное производство странные антибарионы.^[10][11] Ранний всесторонний обзор странностей как сигнатуры QGP был представлен Кохом, Мюллером и Рафельски,^[12] который был недавно обновлен.^[13] Обилие производимых странных антибарионов, в частности анти-омега ${\displaystyle {\bar {\Omega }}({\bar {s}}{\bar {s}}{\bar {s}})}$, позволил выделить полностью деконфигурированный большой QGP домен^[14] из переходных коллективных кварковых моделей, таких как модель цветной веревки, предложенная Биро, Nielsen и Кнолль.^[15] Относительное обилие ${\displaystyle \phi (s{\bar {s}})/{\bar {\Xi }}({\bar {q}}{\bar {s}}{\bar {s}})}$ решает^[16] вопросы, возникающие в связи с канонической моделью усиления странности.^[17]

Равновесие странностей в кварк-глюонной плазме.

Нельзя предполагать, что при всех условиях выход странных кварков находится в тепловом равновесии. В общем, кварковый ароматический состав плазмы меняется в течение ее сверхкороткого времени жизни, так как внутри готовятся новые кварковые ароматы, такие как необычный. Верхние и нижние кварки, из которых состоит нормальная материя, легко образуются как кварк-антикварковые пары в горячем огненном шаре, потому что они имеют малую массу. С другой стороны, следующий самый легкий кварковый аромат - странные кварки - достигнет своего высокого теплового содержания в кварк-глюонной плазме при условии, что будет достаточно времени и температура будет достаточно высокой.^[13] Эта работа развивает кинетическую теорию образования странностей, предложенную Т. Биро и Дж. Зиманьи, которые продемонстрировали, что странные кварки не могут быть достаточно быстро произведены одними только кварк-антикварковыми реакциями.^[18] Был предложен новый механизм, работающий только в QGP.

Слияние глюонов в странности

Диаграммы Фейнмана для низшего порядка по константе сильной связи ${\displaystyle \alpha _{s}}$ Процессы производства странностей: синтез глюонов, вершина, преобладают в производстве на основе легких кварков.

Уравновешивание выхода странности в QGP возможно только благодаря новому процессу, слиянию глюонов, как показано Рафельски и Мюллер.^[9] Верхняя часть Диаграммы Фейнмана на рисунке показаны новые процессы слияния глюонов: глюоны - волнистые линии; странные кварки - сплошные линии; время бежит слева направо. Нижняя часть - это процесс, в котором более тяжелая пара кварков возникает из более легкой пары кварков, показанных пунктирными линиями. Процесс слияния глюонов происходит почти в десять раз быстрее, чем процесс странности на основе кварков, и позволяет достичь высокого теплового выхода, когда процесс на основе кварков не смог бы этого сделать во время "микровзрыва".^[19]

Соотношение вновь произведенных ${\displaystyle {\bar {s}}s}$ пары с нормализованными парами легких кварков ${\displaystyle {\bar {u}}u+{\bar {d}}d/2}$- коэффициент Вроблевского^[20]- считается мерой эффективности производства странностей. Это отношение увеличивается более чем вдвое при столкновении тяжелых ионов,^[21] предоставление модельного независимого подтверждения нового механизма производства странностей, работающего в коллизиях, порождающих QGP.

Касательно очарование и нижний аромат:^[22][23] столкновения глюонов здесь происходят в фазе теплового вещества и, таким образом, отличаются от высокоэнергетических процессов, которые могут возникнуть на ранних стадиях столкновений, когда ядра сталкиваются друг с другом. Здесь преимущественно образуются более тяжелые, очаровательные и нижние кварки. Изучение релятивистских ядерных (тяжелых ионов) столкновений очарованного, а вскоре и нижнего образования адронных частиц - помимо странностей - обеспечит дополнительное и важное подтверждение механизмов образования, эволюции и адронизации кварк-глюонной плазмы в лаборатории.^[7]

Странность (и очарование) адронизации

Иллюстрация двухэтапного процесса рождения странных антибарионов, ключевой характеристики QGP: странность возникает внутри огненного шара, а позже в независимом процессе при адронизации несколько (анти) странных кварков образуют (анти) барионы. Производство тройного странного ${\displaystyle \Omega }$ и ${\displaystyle {\bar {\Omega }}}$ является самой сильной подписью на момент формирования QGP.

Эти недавно приготовленные странные кварки попадают в множество различных конечных частиц, которые возникают при распаде горячего кварк-глюонного плазменного огненного шара. См. Схему различных процессов на рисунке. Учитывая готовый запас антикварков в «огненном шаре», можно также обнаружить множество частиц антивещества, содержащих более одного странного кварка. С другой стороны, в системе, включающей каскад нуклон-нуклонных столкновений, многократное странное антивещество производится реже, учитывая, что несколько относительно маловероятных событий должны произойти в одном и том же процессе столкновения. По этой причине ожидается, что выход мультистранных частиц антивещества, образующихся в присутствии кварковой материи, будет увеличиваться по сравнению с обычными сериями реакций.^[24][25] Странные кварки также связываются с более тяжелыми очаровательными и нижними кварками, которые также любят связываться друг с другом. Таким образом, в присутствии большого количества этих кварков может образоваться необычно большое количество экзотических частиц; некоторые из них никогда ранее не наблюдались. Так должно быть в предстоящих исследованиях на новом Большой адронный коллайдер в ЦЕРН частиц, которые имеют очаровательные и странные кварки и даже нижние кварки в качестве компонентов.^[26]

Странный распад адрона и наблюдение

Универсальность поперечных масс-спектров странных барионов и антибарионов, измеренная коллаборацией CERN-WA97.^[27] Столкновения при 158 А ГэВ. Эти результаты показывают, что все эти частицы образуются во взрывоопасном адронизирующем огненном шаре (QGP) и не подвергаются дальнейшему взаимодействию после образования. Этот ключевой результат показывает формирование нового состояния, о котором было объявлено в ЦЕРНе в феврале 2000 года.

Странные кварки естественно радиоактивный и распадаться слабые взаимодействия на более легкие кварки во времени, которое чрезвычайно велико по сравнению с временем ядерных столкновений. Это позволяет относительно легко обнаружить странные частицы по следам, оставленным продуктами их распада. Рассмотрим в качестве примера распад отрицательно заряженного ${\displaystyle \Xi }$ барион (зеленый на рисунке, dss), в отрицательную пион (
ты
г) и нейтральный ${\displaystyle \Lambda }$ (удс) барион. Впоследствии ${\displaystyle \Lambda }$ распадается на протон и другой отрицательный пион. В общем, это признак распада ${\displaystyle \Xi }$. Хотя отрицательный ${\displaystyle \Omega }$ (sss) барион имеет аналогичную топологию распада в конечном состоянии, его можно четко отличить от ${\displaystyle \Xi }$ потому что продукты его распада разные.

Измерение обильного образования ${\displaystyle \Xi }$ (uss / dss), ${\displaystyle \Omega }$ (sss) и особенно их античастицы является важным краеугольным камнем утверждения о том, что кварк-глюонная плазма была сформирована.^[27] Это обильное образование часто сравнивают с ожидаемым результатом нормальных протон-протонных столкновений; однако такое сравнение не является необходимым шагом из-за больших абсолютных доходов, которые не соответствуют ожиданиям традиционной модели.^[12] Общий выход странности также больше, чем ожидалось, если новая форма материи была достигнута. Однако, учитывая, что легкие кварки также образуются в процессах слияния глюонов, можно ожидать увеличения производства всех адроны. Изучение относительных выходов странных и нестранных частиц дает информацию о конкуренции этих процессов и, следовательно, о механизме реакции образования частиц.

Систематика создания странной материи и антивещества

Увеличение выхода антибарионов увеличивается с увеличением числа вновь образовавшихся кварков (s, anti-s, anti-q) и размера сталкивающейся системы, представленной числом нуклонов, «поврежденных = раненых» в столкновении релятивистских тяжелых ионов. Результаты SPS, RHIC и ALICE показаны как функция масштабированных участвующих нуклонов - это представляет собой остаточное усиление после удаления масштабирования с числом участников.

Работы Коха, Мюллера, Рафельского^[12] предсказывает, что в процессе адронизации кварк-глюонной плазмы усиление для каждого вида частиц увеличивается с увеличением содержания странности в частице. Были измерены улучшения для частиц, несущих один, два и три странных или антистранных кварка, и этот эффект был продемонстрирован ЦЕРНом. WA97 эксперимент^[28] как раз к объявлению ЦЕРН в 2000 г.^[29] возможного образования кварк-глюонной плазмы в своих экспериментах.^[30] Эти результаты были разработаны последующим сотрудничеством NA57^[31] как показано в усилении антибарионной фигуры. Постепенный рост усиления в зависимости от переменной, представляющей количество ядерной материи, участвующей в столкновениях, и, таким образом, в зависимости от геометрической центральности ядерного столкновения, сильно отдает предпочтение источнику кварк-глюонной плазмы по сравнению с обычными реакциями вещества.

Аналогичное усиление было получено ЗВЕЗДА эксперимент в RHIC.^[32] Здесь рассматриваются результаты, полученные при рассмотрении двух сталкивающихся систем на 100 А ГэВ в каждом пучке: красным цветом обозначены более тяжелые столкновения золота и золота, а синим - более мелкие столкновения меди и меди. Энергия в RHIC в 11 раз больше в системе координат CM по сравнению с более ранней работой CERN. Важный результат состоит в том, что усиление, наблюдаемое STAR, также увеличивается с увеличением числа участвующих нуклонов. Мы также отмечаем, что для большинства периферийных событий при наименьшем количестве участников медные и золотые системы демонстрируют при одинаковом количестве участников такое же улучшение, как и ожидалось.

Еще одна замечательная особенность этих результатов при сравнении CERN и STAR состоит в том, что усиление имеет одинаковую величину для сильно различающихся энергий столкновения, доступных в реакции. Эта почти энергетическая независимость усиления также согласуется с подходом кварк-глюонной плазмы в отношении механизма образования этих частиц и подтверждает, что кварк-глюонная плазма создается в широком диапазоне энергий столкновений, весьма вероятно, если минимальный энергетический порог превышено.

АЛИСА: Решение оставшихся вопросов о странностях как сигнатуре кварк-глюонной плазмы.

LHC-ALICE результаты для ${\displaystyle ({\bar {\Xi }}+\Xi /\phi )}$ полученные в трех различных системах столкновений при наивысшей доступной энергии в зависимости от множественности образовавшихся заряженных адронов.^[33][34][35]

Отношение к пиону интегрированной доходности для ${\displaystyle p,K_{s}^{0},\Lambda ,\phi ,\Xi }$ и ${\displaystyle \Omega }$. Эволюция с множественностью на средней скорости, ${\displaystyle \operatorname {d} \!N_{ch}/\operatorname {d} \!\eta {|}_{<0.5}}$, сообщается для нескольких систем и энергий, в том числе pp при ${\displaystyle {\sqrt {s}}=7}$ ТэВ, p-Pb при ${\displaystyle {\sqrt {s_{\operatorname {N} \!\operatorname {N} \!}}}=5.02}$ ТэВ, а также предварительные результаты ALICE для pp на ${\displaystyle {\sqrt {s}}=13}$ ТэВ, Xe-Xe при ${\displaystyle {\sqrt {s_{\operatorname {N} \!\operatorname {N} \!}}}=5.44}$ ТэВ и Pb-Pb при ${\displaystyle {\sqrt {s_{\operatorname {N} \!\operatorname {N} \!}}}=5.02}$ ТэВ включены для сравнения. Столбики ошибок показывают статистическую неопределенность, тогда как пустые ячейки показывают общую систематическую неопределенность.^[36]

Очень высокая точность спектров (странных) частиц и большой охват поперечного импульса, о которых сообщает Алиса Сотрудничество на Большой адронный коллайдер (LHC) позволяет глубоко исследовать нерешенные проблемы, которые всегда сопровождают новую физику, и здесь, в частности, вопросы, связанные с сигнатурой странности. Среди наиболее обсуждаемых проблем был вопрос, увеличивается ли количество производимых частиц или подавляется базовая линия сравнения. Подавление ожидается, когда квантовое число, отсутствующее в противном случае, такое как странность, возникает редко. Эта ситуация была признана Hagedorn в его раннем анализе производства частиц^[37] и решено Рафельски и Данос.^[38] В этой работе было показано, что даже если было произведено всего несколько новых пар странных частиц, эффект исчезнет. Однако дело было возобновлено Hamieh et al.^[17] кто утверждал, что возможно, что небольшие части в QGP имеют значение. Этот аргумент может быть разрешен путем исследования конкретных чувствительных экспериментальных сигнатур, например отношения двойных странных частиц разного типа, такого выхода ${\displaystyle ssq}$ (${\displaystyle \Xi }$) в сравнении с ${\displaystyle {\bar {s}}s}$(${\displaystyle \phi }$). В ALICE эксперимент получили это соотношение для нескольких систем столкновений в широком диапазоне адронизация объемы, описанные общей множественностью произведенных частиц. Результаты показывают, что это соотношение принимает ожидаемое значение для большого диапазона объемов (два порядка величины). При небольшом объеме или множественности частиц кривая показывает ожидаемое уменьшение: ${\displaystyle ssq}$ (${\displaystyle \Xi }$) должно быть меньше по сравнению с ${\displaystyle {\bar {s}}s}$(${\displaystyle \phi }$) по мере уменьшения количества производимых странных пар, и, таким образом, становится легче сделать ${\displaystyle {\bar {s}}s}$(${\displaystyle \phi }$) в сравнении с ${\displaystyle ssq}$ (${\displaystyle \Xi }$), для которого требуется как минимум две пары. Однако мы также видим увеличение на очень большой громкости - это эффект на уровне одного-двух стандартных отклонений. Подобные результаты уже были признаны ранее Petran et al. .^[16]

Еще один высоко оцененный Алиса результат^[7] - это наблюдение такого же увеличения странности не только в AA (ядро-ядро), но также и в столкновениях pA (протон-ядро) и pp (протон-протон), когда выходы образования частиц представлены как функция от множественности, которая как уже отмечалось, соответствует доступным адронизация объем. Результаты ALICE отображают плавную зависимость суммарного выхода всех исследованных частиц от объема от объема, дополнительное «каноническое» подавление отсутствует.^[17] Это так, поскольку выход странных пар в QGP достаточно высок и хорошо отслеживает ожидаемое увеличение численности по мере увеличения объема и продолжительности жизни QGP. Это увеличение несовместимо с гипотезой о том, что для всех объемов реакции QGP всегда находится в химическом (выходном) равновесии странностей. Вместо этого это подтверждает теоретическую кинетическую модель, предложенную Рафельски и Мюллер.^[9] Производство QGP в pp-коллизиях не ожидалось всеми, но не должно вызывать удивления. В начало деконфайнмента естественно зависит как от энергии, так и от размера системы столкновений. Тот факт, что при экстремальных энергиях LHC мы пересекаем эту границу также в экспериментах с мельчайшими элементарными системами столкновений, такими как pp, подтверждает неожиданную силу процессов, ведущих к образованию QGP. Начало деконфайнмента в pp и других «малых» системных коллизиях остается активной темой исследования.

Помимо странности, большое преимущество, предлагаемое энергетическим диапазоном LHC, - это обильное производство очарование и нижний аромат.^[22] Когда формируется QGP, эти кварки погружаются в высокую плотность присутствующих странностей. Это должно привести к обильному образованию экзотических тяжелых частиц, например
D
_s. Также вероятно появление других тяжелых ароматических частиц, некоторые из которых даже не были обнаружены в настоящее время.^[39][40]

S-S и S-W столкновения в SPS-CERN с энергией снаряда 200 ГэВ на нуклон на неподвижной мишени

Иллюстрация самоанализирующегося распада странного адрона: двойная странность ${\displaystyle \Xi ^{-}}$ распадается, производя ${\displaystyle \pi ^{-}}$ и невидимый ${\displaystyle \Lambda }$ который затухает, образуя характерную V-сигнатуру (${\displaystyle \pi ^{-}}$и п). Этот рисунок создан на основе реального снимка, сделанного в эксперименте NA35 в ЦЕРНе. Подробнее на стр. 28 в Летесье и Рафельски.^[2]

Количественное сравнение ${\displaystyle {\bar {\Lambda }}}$ yield, созданный в S-S, с коллизией p-p (квадраты) с увеличенным масштабом как функция скорости. Столкновения при 200 А ГэВ.^[41]

Оглядываясь назад на начало программы тяжелых ионов ЦЕРН, можно увидеть фактические объявления об открытиях кварк-глюонной плазмы. ЦЕРН-NA35^[25] и ЦЕРН-WA85^[42] объявлено об экспериментальном сотрудничестве ${\displaystyle {\bar {\Lambda }}}$ образование в реакциях тяжелых ионов в мае 1990 г. на конференции Quark Matter, Menton, Франция. Эти данные указывают на значительное усиление образования этой частицы антивещества, содержащей один кварк антистандального действия, а также кварки антиверх и вниз. Все три составляющие ${\displaystyle {\bar {\Lambda }}}$ частицы вновь образуются в реакции. Результаты WA85 совпали с теоретическими предсказаниями.^[12] В опубликованном отчете WA85 интерпретировал свои результаты как QGP.^[43] В данных NA35 были большие систематические ошибки, которые в последующие годы были исправлены. Более того, сотрудничество необходимо для оценки pp-фона. Эти результаты представлены как функция переменной, называемой быстрота что характеризует скорость источника. Пик излучения указывает на то, что дополнительно образованные частицы антивещества происходят не из самих сталкивающихся ядер, а из источника, который движется со скоростью, соответствующей половине скорости налетающего ядра, который является общим центром импульса системы координат. эталонный источник, образующийся при столкновении обоих ядер, то есть горячий огненный шар кварк-глюонной плазмы.

Рог в ${\displaystyle K\rightarrow \pi }$ соотношение и начало деконфайнмента

Смотрите также: Начало деконфайнмента

Отношение средних кратностей положительно заряженных каоны и пионы как функция энергии столкновения при столкновении двух вести ядра и протон –Протонные взаимодействия.

Один из наиболее интересных вопросов заключается в том, существует ли порог энергии реакции и / или размера объема, который необходимо превысить, чтобы сформировать область, в которой кварки могут свободно перемещаться.^[44] Естественно ожидать, что если такой порог существует, то показанные выше выходы / отношения частиц должны указывать на это.^[45] Одной из самых доступных подписей будет относительная Каон коэффициент доходности.^[46] Возможная структура была предсказана,^[47] и действительно, неожиданная структура наблюдается в соотношении частиц, содержащих положительный каон K (включающий анти s-кварки и ап-кварк) и положительный пион частицы, изображенные на рисунке (сплошные символы). ЦЕРН сообщил о росте и падении (квадратные символы) отношения. NA49.^[48][49] Причина, по которой частицы отрицательного каона не проявляют этой «роговой» особенности, состоит в том, что s-кварки предпочитают адронизировать связанные в лямбда-частице, где наблюдается аналогичная структура. Точка данных из BNL-RHIC-STAR (красные звезды) на рисунке согласуются с данными ЦЕРН.

С учетом этих результатов цель постоянного NA61 / SHINE эксперимент в ЦЕРНе СПС и предлагаемый низкоэнергетический пробег на BNL RHIC где, в частности Детектор STAR может искать начало образования кварк-глюонной плазмы в зависимости от энергии в области, где виден рог-максимум, чтобы улучшить понимание этих результатов и зарегистрировать поведение других связанных наблюдаемых кварк-глюонной плазмы .

Outlook

Возникновение странностей и его диагностический потенциал как признак кварк-глюонной плазмы обсуждается в течение почти 30 лет. Теоретическая работа в этой области сегодня сосредоточена на интерпретации данных о рождении частиц в целом и получении результирующих свойств основной массы кварк-глюонной плазмы во время распада.^[33] Глобальное описание всех рожденных частиц может быть предпринято на основе картины адронизирующей горячей капли кварк-глюонной плазмы или, альтернативно, картины удерживаемой и уравновешенной адронной материи. В обоих случаях данные описываются в рамках статистической модели теплового производства, но значительные различия в деталях позволяют дифференцировать природу источника этих частиц. Экспериментальные группы, работающие в этой области, также любят разрабатывать свои собственные модели анализа данных, и сторонний наблюдатель видит много разных результатов анализа. Существует до 10–15 различных видов частиц, которые следуют схеме, предсказанной для QGP, в зависимости от энергии реакции, центральности реакции и содержания странности. При еще более высоких энергиях LHC насыщение выхода странности и связывание с тяжелым ароматом открывают новые экспериментальные возможности.

Конференции и встречи

Ученые, изучающие странность как сигнатуру кварк-глюонной плазмы, обсуждают свои результаты на специализированных встречах. Хорошо известна серия Международной конференции по странностям в кварковой материи, впервые организованная в Tucson, Аризона, в 1995 году.^[50][51] Последняя конференция, прошедшая 10–15 июня 2019 года в Бари, Италия, собрала около 300 участников.^[52][53] Более общим местом является конференция Quark Matter, которая в последний раз проходила с 4 по 9 ноября 2019 года в г. Ухань, Китай, привлекая 800 участников.^[54][55]

дальнейшее чтение

• Краткая история поиска критических структур в столкновениях тяжелых ионов, Марек Газджицки, Марк Горенштейн, Питер Сейбот, 2020.^[5]
• Открытие кварк-глюонной плазмы: дневники странностей, Иоганн Рафельски, 2020.^[33]
• Четыре эксперимента с тяжелыми ионами на CERN-SPS: путешествие по переулку памяти, Эмануэле Кверчи, 2012 г.^[56]
• К истории образования множества частиц в столкновениях высоких энергий, Марек Газджицки, 2012.^[57]
• Странность и кварк-глюонная плазма: тридцать лет открытий, Берндт Мюллер, 2012.^[58]

Смотрите также

• Кварк-глюонная плазма
• Кварковая материя
• Адронизация
• Странджлет
• Странная частица

Рекомендации

1. Маргетис, Спиридон; Сафарик, Карел; Вильялобос Бэйли, Орландо (2000). «Производство странностей при столкновении тяжелых ионов». Ежегодный обзор ядерной науки и физики элементарных частиц. 50 (1): 299–342. Bibcode:2000ARNPS..50..299S. Дои:10.1146 / annurev.nucl.50.1.299. ISSN  0163-8998.
2. Ж. Летесье; Я. Рафельски (2002). Адроны и кварк-глюонная плазма.. Издательство Кембриджского университета. ISBN  978-0-521-38536-7.
3. Эбботт, Элисон (2000). «ЦЕРН заявляет о первом экспериментальном создании кварк-глюонной плазмы». Природа. 403 (6770): 581. Bibcode:2000Натура.403..581A. Дои:10.1038/35001196. ISSN  0028-0836. PMID  10688162.
4. Жакак, Барбара; Стейнберг, Питер (2010). «Создание идеальной жидкости при столкновении тяжелых ионов». Физика сегодня. 63 (5): 39–43. Bibcode:2010ФТ .... 63э..39J. Дои:10.1063/1.3431330. ISSN  0031-9228.
5. Газджицки, Марек; Горенштейн, Марк; Сейбот, Питер (2020-04-05). «Краткая история поиска критических структур в столкновениях тяжелых ионов». Acta Physica Полоника B. 51 (5): 1033. arXiv:2004.02255. Дои:10.5506 / APhysPolB.51.1033. S2CID  214802159.
6. Аникина, М .; Gaździcki, M .; Голохвастов, А .; Гончарова, Л .; Иовчев, К .; Хорозов, С .; Кузнецова, Е .; Lukstins, J .; Оконов, Э .; Останиевич, Т .; Сидорин, С. (1983). «Λ-гипероны, образующиеся в центральных ядрах-ядерных взаимодействиях при импульсе 4,5 ГэВ / c на один нуклон-инцидент». Письма с физическими проверками. 50 (25): 1971–1974. Bibcode:1983ПхРвЛ..50.1971А. Дои:10.1103 / PhysRevLett.50.1971. ISSN  0031-9007.
7. ALICE Collaboration (2017). «Повышенное рождение множественных странных адронов в протон-протонных столкновениях с высокой множественностью». Природа Физика. 13 (6): 535–539. arXiv:1606.07424. Bibcode:2017НатФ..13..535А. Дои:10.1038 / nphys4111. ISSN  1745-2473.
8. Я. Рафельски; Р. Хагедорн (1981). «От адронного газа к кварковой материи II» (PDF). В H. Satz (ред.). Статистическая механика кварков и адронов. Северная Голландия и Эльзевир. С. 253–272. ISBN  0-444-86227-7. CERN-TH-2969 (1980).
9. Рафельский, Иоганн; Мюллер, Берндт (1982). «Производство странностей в кварк-глюонной плазме». Письма с физическими проверками. 48 (16): 1066–1069. Bibcode:1982ПхРвЛ..48.1066Р. Дои:10.1103 / PhysRevLett.48.1066. ISSN  0031-9007. (Ошибка:Дои:10.1103 / PhysRevLett.56.2334 )
10. Рафельски, Иоганн (2015) [1980]. «Экстремальные состояния ядерной материи - 1980: Источник:« Семинар по будущим экспериментам с релятивистскими тяжелыми ионами », состоявшийся 7-10 октября 1980 года в GSI, Дармштадт, Германия». Европейский физический журнал A. 51 (9): 115. Bibcode:2015EPJA ... 51..115R. Дои:10.1140 / epja / i2015-15115-у. ISSN  1434-6001.
11. Рафельски, Иоганн (2015) [1983]. «Странность и фазовые изменения в горячей адронной материи - 1983: Источник:« Шестое исследование тяжелых ионов высоких энергий », проведенное 28 июня - 1 июля 1983 г. в: LBNL, Беркли, Калифорния, США». Европейский физический журнал A. 51 (9): 116. Bibcode:2015EPJA ... 51..116R. Дои:10.1140 / epja / i2015-15116-x. ISSN  1434-6001.
12. П. Кох; Б. Мюллер; Я. Рафельски (1986). «Странность в столкновениях релятивистских тяжелых ионов». Отчеты по физике. 142 (4): 167. Bibcode:1986ФР ... 142..167К. CiteSeerX  10.1.1.462.8703. Дои:10.1016/0370-1573(86)90096-7.
13. Кох, Питер; Мюллер, Берндт; Рафельский, Иоганн (2017). «От увеличения странности до открытия кварк-глюонной плазмы». Международный журнал современной физики A. 32 (31): 1730024–272. arXiv:1708.08115. Bibcode:2017IJMPA..3230024K. Дои:10.1142 / S0217751X17300241. ISSN  0217-751X. S2CID  119421190.
14. Soff, S .; Bass, S.A .; Bleicher, M .; Bravina, L .; Горенштейн, М .; Забродин, Э .; Stöcker, H .; Грейнер, В. (1999). «Повышение странности при столкновении тяжелых ионов - свидетельство существования кварк-глюонной материи?». Письма по физике B. 471 (1): 89–96. arXiv:ядерный / 9907026. Bibcode:1999ФЛБ..471 ... 89С. Дои:10.1016 / S0370-2693 (99) 01318-0. S2CID  16805966.
15. Биро, Т.С.; Nielsen, H.B .; Кнолл, Дж. (1984). «Модель цветного каната для экстремальных столкновений релятивистских тяжелых ионов». Ядерная физика B. 245: 449–468. Bibcode:1984НуФБ.245..449Б. Дои:10.1016/0550-3213(84)90441-3.
16. Петра, Михал; Рафельский, Иоганн (2010). «Многодиапазонное рождение частиц и статистическая модель адронизации». Физический обзор C. 82 (1): 011901. arXiv:0912.1689. Bibcode:2010PhRvC..82a1901P. Дои:10.1103 / PhysRevC.82.011901. ISSN  0556-2813. S2CID  119179477.
17. Хамие, Салах; Редлих, Кшиштоф; Тунси, Ахмед (2000). «Каноническое описание увеличения странности от p – A до Pb – Pb-столкновений». Письма по физике B. 486 (1–2): 61–66. arXiv:hep-ph / 0006024. Bibcode:2000ФЛБ..486 ... 61Н. Дои:10.1016 / S0370-2693 (00) 00762-0. S2CID  8566125.
18. Biró, T.S .; Зимани Дж. (1982). «Кваркохимия в столкновениях релятивистских тяжелых ионов» (PDF). Письма по физике B. 113 (1): 6–10. Bibcode:1982ФЛБ..113 .... 6Б. Дои:10.1016/0370-2693(82)90097-1.
19. Рафельский, Иоганн (1984). «Рождение странностей в кварк-глюонной плазме». Ядерная физика A. 418: 215–235. Bibcode:1984НуФА.418..215Р. Дои:10.1016/0375-9474(84)90551-7.
20. Вроблевски, А. (1985). «О факторе подавления странных кварков в столкновениях высоких энергий». Acta Phys. Полон. B. 16: 379–392.
21. Бекаттини, Франческо; Фрис, Райнер Дж. (2010), Сток, Р. (ред.), "Переход в удержании КХД: образование адронов", Релятивистская физика тяжелых ионов, Springer Berlin Heidelberg, 23, стр. 208–239, arXiv:0907.1031, Bibcode:2010LanB ... 23..208B, Дои:10.1007/978-3-642-01539-7_8, ISBN  978-3-642-01538-0, S2CID  14306761, получено 2020-04-20, Рис. 10
22. Дун, Синь; Ли, Йен-Цзе; Рапп, Ральф (2019). «Открытое производство тяжелых ароматизаторов при столкновениях тяжелых ионов». Ежегодный обзор ядерной науки и физики элементарных частиц. 69 (1): 417–445. arXiv:1903.07709. Bibcode:2019ARNPS..69..417D. Дои:10.1146 / annurev-nucl-101918-023806. ISSN  0163-8998. S2CID  119328093.
23. Клуберг, Луис; Сац, Хельмут (2010), Шток Р. (ред.), «Деконфайнмент цвета и производство чармония при ядерных столкновениях», Релятивистская физика тяжелых ионов, Springer Berlin Heidelberg, 23, стр. 373–423, arXiv:0901.3831, Bibcode:2010LanB ... 23..373K, Дои:10.1007/978-3-642-01539-7_13, ISBN  978-3-642-01538-0, S2CID  13953895, получено 2020-04-20
24. Петран, Михал (2013). Странность и очарование кварк-глюонной адронизации (Кандидат наук). Университет Аризоны. arXiv:1311.6154.
25. Р. Шток; NA35 Сотрудничество (1991). «Повышение странности в центральных S + S-столкновениях при 200 ГэВ / нуклон». Ядерная физика A. 525: 221–226. Bibcode:1991НуФА.525..221С. Дои:10.1016/0375-9474(91)90328-4.
26. Кузнецова, И .; Рафельски, Дж. (2007). «Адроны с тяжелым ароматом в статистической адронизации КГП, богатой странностями». Европейский физический журнал C. 51 (1): 113–133. arXiv:hep-ph / 0607203. Bibcode:2007EPJC ... 51..113K. Дои:10.1140 / epjc / s10052-007-0268-9. ISSN  1434-6044. S2CID  18266326.
27. Сотрудничество WA97 (2000). «Поперечные масс-спектры странных и мультистранных частиц в столкновениях Pb – Pb при 158 A ГэВ / c». Европейский физический журнал C. 14 (4): 633–641. Bibcode:2000EPJC ... 14..633Вт. Дои:10.1007 / с100520000386. ISSN  1434-6044. S2CID  195312472.
28. Э. Андерсен; WA97 Сотрудничество (1999). «Повышение странности на средней быстроте в столкновениях Pb – Pb при 158 A ГэВ / c». Письма по физике B. 449 (3–4): 401. Bibcode:1999ФЛБ..449..401Вт. Дои:10.1016 / S0370-2693 (99) 00140-9.
29. «Новое состояние материи создано в ЦЕРНе». ЦЕРН. 10 февраля 2000 г.. Получено 2020-04-24.
30. Хайнц, Ульрих; Джейкоб, Морис (2000-02-16). «Свидетельства нового состояния материи: оценка результатов программы CERN Lead Beam». arXiv:nucl-th / 0002042.
31. Ф. Антинори; NA57 Сотрудничество (2006). "Повышение выработки гиперонов на центральной скорости в 158 г. А ГэВ /c Столкновения Pb + Pb ». Журнал физики G. 32 (4): 427–442. arXiv:nucl-ex / 0601021. Bibcode:2006JPhG ... 32..427N. Дои:10.1088/0954-3899/32/4/003. S2CID  119102482.
32. A.R. Тимминс; STAR Сотрудничество (2009). «Обзор производства странностей в эксперименте STAR». Журнал физики G. 36 (6): 064006. arXiv:0812.4080. Bibcode:2009JPhG ... 36f4006T. Дои:10.1088/0954-3899/36/6/064006. S2CID  12853074.
33. Рафельский, Иоганн (2020). «Открытие кварк-глюонной плазмы: дневники странностей». Специальные темы Европейского физического журнала. 229 (1): 1–140. arXiv:1911.00831. Bibcode:2020EPJST.229 .... 1R. Дои:10.1140 / epjst / e2019-900263-x. ISSN  1951-6355. S2CID  207869782.
34. Трипатия, Сушанта (2019). «Энергетическая зависимость образования ϕ (1020) на средней скорости в pp-столкновениях с ALICE на LHC». Ядерная физика A. 982: 180–182. arXiv:1807.11186. Bibcode:2019НуФА.982..180Т. Дои:10.1016 / j.nuclphysa.2018.09.078. S2CID  119223653.
35. Трипатия, Сушанта (01.07.2019). «Понимание странностей с образованием $ phi $ (1020) в малых и больших системах столкновений с ALICE на LHC». arXiv:1907.00842 [hep-ex ].
36. Альбукерке, D.S.D. (2019). «Адронные резонансы, рождение странных и множественных странных частиц в столкновениях Xe-Xe и Pb-Pb с ALICE на LHC». Ядерная физика A. 982: 823–826. arXiv:1807.08727. Bibcode:2019НуФА.982..823А. Дои:10.1016 / j.nuclphysa.2018.08.033. S2CID  119404602.
37. Хагедорн, Рольф (1968). «Статистическая термодинамика сильных взаимодействий при высоких энергиях - III: темпы образования тяжелых пар (кварков)». Nuovo Cimento Suppl. 6: 311–354.
38. Рафельский, Иоганн; Данос, Майкл (1980). «Важность реакционного объема в адронных столкновениях». Письма по физике B. 97 (2): 279–282. Bibcode:1980ФЛБ ... 97..279Р. Дои:10.1016/0370-2693(80)90601-2.
39. И. Кузнецова; Я. Рафельски (2007). «Адроны с тяжелым ароматом в статистической адронизации QGP, богатой странностями». Европейский физический журнал C. 51 (1): 113–133. arXiv:hep-ph / 0607203. Bibcode:2007EPJC ... 51..113K. Дои:10.1140 / epjc / s10052-007-0268-9. S2CID  18266326.
40. Н. Арместо; и другие. (2008). «Столкновения тяжелых ионов на LHC - последний вызов для прогнозов». Журнал физики G. 35 (5): 054001. arXiv:0711.0974. Дои:10.1088/0954-3899/35/5/054001. S2CID  118529585.
41. Фока, П. (1994). Изучение создания странности в центральных ядерно-ядерных столкновениях при 200 ГэВ / нуклон путем разработки нового метода анализа изображений стримерной камеры NA35. Диссертация № 2723. Женева: Женевский университет. Рисунок представляет собой переработку исходного рисунка, приведенного в верхней части страницы 271.
42. Abatzis, S .; Barnes, R.P .; Benayoun, M .; Beusch, W .; Bloodworth, I.J .; Бравар, А .; Карни, J.N .; Dufey, J.P .; Evans, D .; Fini, R .; Френч, Б. (1991). "Λ и анти-Λ производство в ³²S + W и p + W взаимодействия при 200 А ГэВ / c ". Ядерная физика A. 525: 445–448. Bibcode:1991НуФА.525..445А. Дои:10.1016/0375-9474(91)90361-9.
43. Abatzis, S .; Антинори, Ф .; Barnes, R.P .; Benayoun, M .; Beusch, W .; Bloodworth, I.J .; Бравар, А .; Карни, J.N .; де ла Крус, В .; Di Bari, D .; Дюфей, Дж. П. (1991). «производство при взаимодействии серы и вольфрама при 200 ГэВ / c на нуклон». Письма по физике B. 270 (1): 123–127. Дои:10.1016 / 0370-2693 (91) 91548-А.
44. Газджицки, Марек; Горенштейн, Марк; Сейбот, Питер (2020). «Краткая история поиска критических структур в столкновениях тяжелых ионов». Acta Physica Полоника B. 51 (5): 1033. arXiv:2004.02255. Дои:10.5506 / APhysPolB.51.1033. S2CID  214802159.
45. Бекаттини, Ф. (2012). «Странность и начало деконфайнмента». Физика атомных ядер. 75 (5): 646–649. Bibcode:2012ПАН .... 75..646Б. Дои:10.1134 / S106377881205002X. ISSN  1063-7788. S2CID  120504052.
46. Н.К. Гленденнинг; Я. Рафельски (1985). «Каоны и кварк-глюонная плазма». Физический обзор C. 31 (3): 823–827. Bibcode:1985PhRvC..31..823G. Дои:10.1103 / PhysRevC.31.823. PMID  9952591.
47. М. Газдзицки; М.И. Горенштейн (1999). «На ранней стадии ядерно-ядерных столкновений». Acta Physica Полоника B. 30 (9): 2705. arXiv:hep-ph / 9803462. Bibcode:1999AcPPB..30.2705G.
48. М. Газдзицки; NA49 Сотрудничество (2004). «Репортаж из NA49». Журнал физики G. 30 (8): S701 – S708. arXiv:nucl-ex / 0403023. Bibcode:2004JPhG ... 30S.701G. Дои:10.1088/0954-3899/30/8/008. S2CID  119197566.
49. C. Alt; NA49 Сотрудничество (2008). «Производство пионов и каонов в центральных столкновениях Pb + Pb при 20A и 30A ГэВ: свидетельство начала деконфайнмента». Физический обзор C. 77 (2): 024903. arXiv:0710.0118. Bibcode:2008PhRvC..77b4903A. Дои:10.1103 / PhysRevC.77.024903.
50. Странность в адронной материи: S'95, Тусон, Аризона, январь 1995 г.. Рафельский, Иоганн. Нью-Йорк: AIP Press. 1995 г. ISBN  1-56396-489-9. OCLC  32993061.
51. «История - странности в кварковой материи 2019». Получено 2020-05-01.
52. «Странность в кварковой материи 2019». Получено 2020-05-05.
53. "Загадки кварковой материи в поисках разгадки в Бари". ЦЕРН Курьер. 2019-09-11. Получено 2020-05-05.
54. «Quark Matter 2019 - XXVIII Международная конференция по ультрарелятивистским ядерно-ядерным столкновениям». Индико. Получено 2020-05-01.
55. «Тяжелые ионы LHC и RHIC ласточкин хвост в Ухане». ЦЕРН Курьер. 2020-03-14. Получено 2020-05-05.
56. Кверчи, Э. (2012). «Четыре эксперимента с тяжелыми ионами на CERN-SPS: путешествие по дороге памяти». Acta Physica Полоника B. 43 (4): 771. Дои:10.5506 / APhysPolB.43.771.
57. Газджицки, М. (2012). «К истории образования множества частиц в столкновениях высоких энергий». Acta Physica Полоника B. 43 (4): 791. arXiv:1201.0485. Bibcode:2012arXiv1201.0485G. Дои:10.5506 / APhysPolB.43.791. ISSN  0587-4254. S2CID  118418649.
58. Мюллер, Б. (2012). «Странность и кварк-глюонная плазма: тридцать лет открытий». Acta Physica Полоника B. 43 (4): 761. arXiv:1112.5382. Дои:10.5506 / APhysPolB.43.761. S2CID  119280137.