【介子測量碰撞溫度】

明道

【介子測量碰撞溫度】

 

 

腐朽的背顆粒

一種新的方法來準確地計算出的 quark–gluon 等離子體溫度已由緊湊型 μ 介子螺線管 （CMS） 協作在大型強子對撞機 (LHC) 在歐洲核子研究中心的研究人員。

這項技術涉及看某些介子 lead–lead 碰撞中的行為。雖然去年報告了類似的結果，這一最新努力被自稱是更強大和更具有統計意義。

宇宙學家與粒子物理學家長期以來一直熱衷於瞭解在原始宇宙中存在的什麼態物質。

理論表明在大爆炸後第一次幾微秒為單位，基本構造塊的事 — — 誇克和膠子 — — 不受約束內複合粒子如質子和中子，正如今日。

相反，他們存在"quark–gluon 等離子體"— — 作為免費實體存在的誇克和膠子 (強核力的載體) 有點熱、 密湯樣介質中。

由於誇克之間的距離增加並不會減少強相互作用的力量，非常大量的能源有必要為綁定的誇克仍保持免費。

其結果是，QGP 只能存在很短的時間和溫度很高。

當重粒子如鉛原子核碰撞在大型強子對撞機時，QGP 可以形成多種方式。

但它是不容易辨別是否形成了這種極端狀態的問題，和更多很難衡量它，它預計要在數萬億度。

興奮的粒子

在其中 CMS 合作看起來，看看是否 QGP 已形成的方法之一是看看它的形成將會對其他粒子產生的影響。

研究者們出去找的標誌之一是 (ϒ) — — 誇克和其反誇克的綁定狀態 — — 背介子產生的重離子碰撞激發態的序貫熔化。

它存在於三個國家，其中每個具有相同的屬性，但不同的綁定能量。

這些被稱為 1S、 2S、 3S。

越興奮狀態是，不那麼緊密綁定的是其誇克，意思那 1S 地面的狀態，雖然 2S 和 3S 是鬆散綁定將更容易融化下 QGP 的激發的態。

"這裡在 CMS，我們可以區分的三個國家的簽名非常清楚而明確地，因為優秀的 CMS 探測器，大規模決議"解釋努諾列奧納多從普渡大學、 是 CMS 協作的成員，是這次實驗的領導人之一。

這些國家的融化其實觀察作為"國家的鎮壓"— — 就是少介子 lead–lead (Pb–Pb) 碰撞中產生的時間、 與數位生產的 proton–proton (p–p) 相比發生碰撞，已知不是在所有生成 QGP 製作 p–p 參考系統。

這三個國家，ϒ(2S) 和 ϒ(3S) 與 ϒ(1S) Pb–Pb 碰撞中產生的粒子的分數應為質子，制止不會存在之間的碰撞分數小於。

列奧納多說："這是我們利用來測量溫度的 QGP，"。

有霧的影響

伊恩 · 希蒲賽，另一個團隊成員和主席選舉的 CMS 協作委員會，是指為"篩查效應"制止。

他解釋說 QGP 螢幕誇克和其誇克從其綁定的部隊，使他們崩潰甚至比平時更快。

它有點像兩個人站在房間裡......彼此接近他們形成我們 ϒ 粒子。

即使在房間裡有霧，他們可以看到彼此作為他們站密切，他解釋道。

但為 2S、 3S 的國家，他們相隔較遠所以它們之間有更多霧，他們不能看到對方。

在此情況下，霧是 QGP 和兩人是誇克和其反誇克現在作為免費的粒子，所以不會形成 ϒ 粒子了，他告訴physicsworld.com。

希蒲賽延伸他的霧比喻說，p–p 系統有沒有霧在所有的 Pb–Pb 系統霧意料之中的而現在他們有的為它的證據。

要確定血漿的實際溫度，研究人員使用連結綁定能源與溫度和制止的國家變得更明顯在高溫等離子體的事實的模型。

列奧納多說："我們知道 3S 是至少緊密綁定，所以如果溫度在某一值，則 3S 將成為第一個打破。

同樣，在連續較高的溫度、 2S、 1S 會預期國家打破。

被壓制的國家

與叢集信箱伺服器的當前資料，我們發現 3S 狀態是完全消失，2S 大大被壓制但 1S 非常巧妙地被壓制，解釋希蒲賽。

 

他說輕微制止 1S 狀態的可能不是由於 QGP 在所有，而是因為1S 觀察到的量在程度上取決於多少 2S 和 3S 是目前這兩種狀態可以瓦解形成 1S。

如果被壓制的 2S 和 3S 1S 自動被壓制。

這意味著形成 QGP 是在中間的溫度，並不是在理論上預期的最高溫度。

從 2012 年的新資料，研究人員的調查結果的統計意義已增至 2.4σ 5σ — — 一個粒子物理學發現的金標準。

 

若要確保他們已觀察到的影響真的正在形成 QGP，研究者們計畫看看 proton–lead (p–Pb) 碰撞發生在 LHC 早期明年春天，將作為中間立場。

這些碰撞也會使團隊能夠確保霧由 QGP 和不稱為"冷核效應，可以產生自己的霧或篩分效果的現象。

所以，p–Pb 系統將提供一個最終的資格。

這項研究發表在物理評論快報.

關於作者

Tushna Commissariat is a reporter for physicsworld.com

 

 

引用：http://physicsworld.com/cws/article/news/2012/dec/13/mesons-measure-collision-temperatures