2012 október 3.CERN201 NA61/SHINE: Az erősen kölcsönható anyag fázisdiagramja László András Wigner Fizikai Kutatóintézet, Részecske- és Magfizikai Intézet.

Az előadások a következő témára: "2012 október 3.CERN201 NA61/SHINE: Az erősen kölcsönható anyag fázisdiagramja László András Wigner Fizikai Kutatóintézet, Részecske- és Magfizikai Intézet."— Előadás másolata:

1 2012 október 3.CERN201 NA61/SHINE: Az erősen kölcsönható anyag fázisdiagramja László András Wigner Fizikai Kutatóintézet, Részecske- és Magfizikai Intézet

2 2012 október 3.CERN202 Kivonat Az erősen kölcsönható anyag és fázisai Megfigyelések a fázisszerkezettel kapcsolatban Az NA61/SHINE kísérlet és fizikai programja Összefoglalás

3 2012 október 3.CERN203 Normál anyag: hadronikus fázis, kvarkok és gluonok be vannak zárva. Az erősen kölcsönható anyag fázisai Mai modell az erősen kölcsönható anyagra: a Standard Modell QCD része. Elemi részecskéi: kvarkok és gluonok. Az elmélet szerint erős csatolás van köztük, mely az impulzusátadással csökken. A csatolás csökkenésével megváltozik az erősen kölcsönható anyag effektív természete. Forró anyag: kvark-gluon plazma, kiszabadult kvarkokból és gluonokból.

4 2012 október 3.CERN204 Az elektromágnesesen kölcsönható anyagnak számos fázisa ismert. Az elmúlt évtizedben számos kísérlet motivációja a hadronikus és a kvark-gluon fázis közötti átmenet kimutatása és tanulmányozása volt. Az erősen kölcsönható anyagban is fázisátalakulás várható.

5 2012 október 3.CERN205 Boltzmann-jellegű impulzuseloszlás centrális ólom-ólom ütközésekben (a CERN-beli NA49 kísérlet adatai). A Boltzmann-jellegű spektrum meredekségi paraméterét hőmérséklet- szerű mennyiség definiálására használhatjuk. Megfigyelések a fázisszerkezettel kapcsolatban Relativisztikus nehézion ütközésekben jellemzően Boltzmann-jellegű transzverz impulzus spektrumokat figyelünk meg:

6 2012 október 3.CERN206 Fázisátalakulásokat jellemzően fűtési görbék árulnak el (konstans hőmérséklet a kevert fázisban). Ha komolyan vesszük a termodinamikai képet: A világadatokat összevetve a hőmérsékleti görbében kirajzolódik egy fűtési görbeszerű struktúra. 100 0 A víz elforralásához Használt hő A víz melegítéséhez használt hő Ice A vízgőz melegítéséhez használt hő Q (hozzáadott hő) T (hőmérséklet) [C]

7 2012 október 3.CERN207 Az NA61/SHINE kísérlet és fizikai programja Az erős magyar részvétel mellett zajlott NA49 kísérlet adatai által mutatott fűtési görbe plató arra utalhat, hogy ezen a hőmérsékleten történik meg a fázisátalakulás. Rács-QCD számolások jósolják: a fenti adatoknak megfelelő termodinamikai tartományban valóban van egy elsőrendű fázishatár a hadronikus és a kvark-gluon fázis között, mely egy kritikus pontban végződik.

8 2012 október 3.CERN208 Kérdés: valóban igaz ez a termodinamikai kép? Valóban itt fázisátalakulásról van szó? Igaz a rács-QCD predikció? Megválaszolható lenne pl a kritikus pont kísérleti felfedezésével. Az NA61/SHINE kísérlet elsősorban ezt célozza. A fő módszer: kritikus részecskeszám-fluktuációk kimutatása. Ehhez különböző méretű magok ütközéseit kell vizsgálni különböző energiákon, mintegy szkennelve a fázisdiagramot az energia – rendszerméret változókban. Pb+Pb @ 80A GeV/c NA61/SHINE 2011 p+ p Be+ Be Ar+ Ca Xe+ La Pb+ Pb p+ Pb 13 20 30 40 80 160 2012/ 14 20 14 20 15 20 11 -20 12 2009/1 0/11 energy (A GeV) 20 16

9 2012 október 3.CERN209 Az új fázis jelenléte vizsgálható direktebb módszerekkel is: összehasonlítás proton-mag ütközésekkel. Modellfüggetlenül megjósolható így, hogy mi lenne mag-mag esetben ha az nukleon-mag ütközések szuperpozíciója lenne. További fizikai programok: referencia hadron-mag hatáskeresztmetszetek mérése kozmikus fizikai és neutrínófizikai alkalmazásokhoz. Phys.Rev. C84 (2011) 034604, Phys.Rev. C85 (2012) 035210.

10 2012 október 3.CERN2010 Pb+Pb @ 80A GeV/c NA61/SHINE 2011

11 2012 október 3.CERN2011 Az NA61/SHINE kísérlet egy nagy akceptanciájú fix céltárgyas handronspektrométer- berendezés a CERN SPS gyorsítójánál. Fő komponensei: 2 db kb 1.5Teslás szupravezető hajlítómágnes, és 4 db összesen 40m 3 térfogatú TPC kamra a röppálya detektáláshoz. A kísérlet nem működhetne magyar hozzájárulás nélkül: az adatgyűjtő rendszer magyar építésű (WignerFK), az offline rekonstrukciós szoftverben alapvető a hozzájárulásunk, detektor koordinálást is mi végezzük. Legújabb detektorunk is magyar építésű (REGARD).

12 2012 október 3.CERN2012 Az NA61/SHINE együttműködés: 140 fő, 31 intézet A magyar hozzájárulás meghatározó Jelentős érdeklődés: idén 7 csoport csatlakozott (USA)

13 2012 október 3.CERN2013 Összefoglalás Az NA61/SHINE egy egyedülálló nagy térszögű hadron spektrométer kísérlet, mely az erős kölcsönhatás vizsgálatára alkalmas egy különösen érdekes energiatartományon.  Vizsgáljuk az erősen kölcsönható anyag fázisdiagramját,  A nagy impulzusátadással járó folyamatokat,  Referencia hadron spektrumok más kísérletek fizikai programjaihoz (neutrínófizikai kísérletek és kozmikus sugárzás obszervatóriumok számára).

14 2012 október 3.CERN2014 Köszönöm a figyelmet!

15 1515 2012 október 3.CERN2015 A közeljövőben az NA61/SHINE maradhat az egyetlen nagytérszögű hadron spektrométer kísérlet SPS energiákon 201 2 201 3 LHC: Alice,Atlas,CM S 201 4 201 5 201 6 201 7 201 8 201 9 SPS: NA61/SHIN E RHIC: STAR,PHENIX SIS-100: HADES, CBM ? NICA: MPD ? LS1LS2 ? ? Adatgyűjtés folyamatba n tervben Nagyenergiás gyorsítóberendezések adatfelvételi tervei a világon: (LS: nagy leállás – LHC karbantartás)