Струйная закалка - Jet quenching

В физика высоких энергий, гашение струи это явление, которое может произойти в столкновение частиц сверхвысоких энергий. В общем, столкновение частиц высоких энергий может привести к струи из элементарные частицы которые возникают в результате этих столкновений. Столкновения ультрарелятивистский тяжелый ион пучки частиц создают горячую и плотную среду, сопоставимую с условиями в ранняя вселенная, а затем эти струи сильно взаимодействуют со средой, что приводит к заметному снижению их энергии. Это снижение энергии называется «гашением струи».

Фон физики

В контексте высокоэнергетических адрон столкновения кварки и глюоны все вместе называются партоны. Струи, возникающие в результате столкновений, изначально состоят из партонов, которые быстро объединяются, образуя адроны - процесс, называемый адронизация. Непосредственно наблюдать можно только образовавшиеся адроны. Горячая плотная среда, образующаяся при столкновениях, также состоит из партонов; он известен как кварк-глюонная плазма (QGP). В этой сфере применяются законы физики. квантовая хромодинамика (QCD).

Столкновения ядер с ядрами высоких энергий позволяют изучать свойства QGP среды за счет наблюдаемых изменений функций фрагментации струи по сравнению с непогашенным случаем. В соответствии с QCD, высокий импульс партоны возникшие на начальной стадии столкновения ядра с ядром, будут претерпевать множественные взаимодействия внутри области столкновения до адронизация. В этих взаимодействиях энергия партонов уменьшается за счет столкновительных потерь энергии[1] и глюонное излучение, индуцированное средой,[2] последний является доминирующим механизмом в QGP. Эффект гашения струи в QGP является основной мотивацией для изучения струй, а также спектров высокоимпульсных частиц и корреляций частиц в столкновениях тяжелых ионов. Точная реконструкция струи позволит измерить функции фрагментации струи и, следовательно, степень гашения и, следовательно, даст представление о свойствах горячей плотной среды QGP, созданной в результате столкновений.

Экспериментальное свидетельство гашения струи

Первое свидетельство потери энергии партонов было обнаружено на Релятивистский коллайдер тяжелых ионов (RHIC) от подавления частиц с высокой pt, изучая фактор ядерной модификации[3][4] и подавление взаимных корреляций.[4]

В ультрарелятивистских столкновениях тяжелых ионов при энергии центра масс 2,76 и 5,02 ТэВ при Большой адронный коллайдер (LHC), взаимодействия между высокоимпульсными партон и горячая, плотная среда, образующаяся в результате столкновений, как ожидается, приведет к гашению струи. Действительно, в ноябре 2010 г. ЦЕРН объявил о первом прямом наблюдении гашения струи на основе экспериментов с столкновения тяжелых ионов, в котором участвовали АТЛАС, CMS и Алиса.[5][6][7][8]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Д. Х. Перкинс (2000). Введение в физику высоких энергий, Издательство Кембриджского университета.
  2. ^ Гросс, Дэвид Дж .; Вильчек, Франк (25 июня 1973 г.). "Поведение неабелевых калибровочных теорий в ультрафиолетовом свете". Письма с физическими проверками. 30 (26): 1343–1346. Bibcode:1973ПхРвЛ..30.1343Г. Дои:10.1103 / Physrevlett.30.1343.
  3. ^ Adcox, K .; и другие. (Сотрудничество PHENIX) (2002). «Подавление адронов с большим поперечным импульсом в центральных столкновениях Au + Au при √sNN = 130 ГэВ ". Письма с физическими проверками. 88 (2): 022301. arXiv:nucl-ex / 0109003. Дои:10.1103 / Physrevlett.88.022301. PMID  11801005. S2CID  119347728.
  4. ^ а б Адлер, Ц .; и другие. (Сотрудничество STAR) (26 февраля 2003 г.). "Исчезновение спина к спине хай-пТ Адронные корреляции в центральных столкновениях Au + Au при √sNN = 200 ГэВ ". Письма с физическими проверками. 90 (8): 082302. arXiv:nucl-ex / 0210033. Дои:10.1103 / Physrevlett.90.082302. PMID  12633419. S2CID  41635379.
  5. ^ «Эксперименты на LHC открывают новое понимание изначальной вселенной» (Пресс-релиз). ЦЕРН. 26 ноября 2010 г.. Получено 2 декабря, 2010.
  6. ^ Aad, G .; и другие. (Сотрудничество ATLAS) (13 декабря 2010 г.). "Наблюдение зависящей от центральности асимметрии Диджета в столкновениях свинца и свинца при √sNN = 2,76 ТэВ с детектором ATLAS на LHC ». Письма с физическими проверками. 105 (25): 252303. Дои:10.1103 / Physrevlett.105.252303. PMID  21231581.
  7. ^ Чатрчян, С .; и другие. (Сотрудничество с CMS) (12 августа 2011 г.). «Наблюдение и исследование гашения струи при столкновениях Pb-Pb при √sNN = 2,76 ТэВ ". Физический обзор C. 84 (2): 024906. Дои:10.1103 / Physrevc.84.024906.
  8. ^ ЦЕРН (18 июля 2012 г.). «Тяжелые ионы и кварк-глюонная плазма».

внешняя ссылка