Mukerjee Madhusree - Mały Wielki Wybuch.pdf - świat nauki - outsiderka_alex

CZAS = Ð9.80

0.18

0.99

3.54

Juý wkrtce nowy akcelerator wizek przeciwbieýnych wytworzy

materi« tak g«st i gorc jak ta we wczesnym Wszechæwiecie

18.48

Ma¸y Wielki Wybuch

Madhusree Mukerjee, cz¸onek zespo¸u redakcyjnego Scientific American

skie rury do prowadzenia wizek

szybko znikaj z pola widzenia.

We wn«trzu przewaýaj delikatne od-

cienie szaroæci Ð betonu, stali i b¸ysz-

czcych materia¸w izolacyjnych. W

ch¸odnym powietrzu unosi si« woÄ me-

talowych wirw, a z daleka dochodzi

st¸umiony turkot maszyny wykrywaj-

cej nieszczelnoæci w rurach prýnio-

wych. Idc wzd¸uý tunelu, widzimy, jak

si« prostuje i dwie wskie rury ¸cz

w jedn Ð grub. Przedar¸szy si« przez

gmatwanin« rurek, docieramy do prze-

pastnej komory, jarzcej si« ý¸to w

æwietle sodowych reflektorw. Na ærod-

ku posadzki wida namalowany czar-

ny krg z napisem ãPunkt zderzeniaÓ.

Dok¸adnie nad nim juý w czerwcu br.

fizycy wytworz materi« tak gorc i g«-

st jak w pierwszej mikrosekundzie po

Wielkim Wybuchu. Relatywistyczny

zderzacz ci«ýkich jonw (RHIC Ð Rela-

tivistic Heavy Ion Collider; czytaj: rik),

ktrego budowa zmierza ku koÄcowi

w Brookhaven National Laboratory na

Long Island, zosta¸ zaprojektowany do

przyspieszania jder, poczwszy od

wodoru (pojedynczy proton), a skoÄ-

czywszy na z¸ocie (197 protonw i

neutronw).

Nukleon, czyli proton lub neutron,

ma mas« albo energi« spoczynkow

oko¸o 1 GeV, tj. miliarda elektronowol-

tw. Nadprzewodzce wn«ki rezo-

nansowe RHIC b«d tak przyspiesza

jdra, ýe kaýdy zawarty w nich nukleon

osignie wybran wartoæ masy lub

energii w granicach 10Ð100 GeV. P«cz-

ki wystrzeliwanych jder b«d krýy

w przeciwnych kierunkach w dwu ru-

rach do prowadzenia wizek aý do

chwili, gdy spotkaj si« w czterech de-

tektorach rozmieszczonych na 3.8-kilo-

metrowym obwodzie tunelu. Jeæli dwa

jdra si« zderz, to kaýda para takich

nukleonw wyzwoli energi« 200 GeV,

podnoszc temperatur« prawdopodob-

nie znacznie powyýej 10 12 K, czyli do

temperatury 100 milionw razy wyýszej

niý panujca na powierzchni S¸oÄca.

Jednym s¸owem Ð jdra eksploduj.

Szcztki tej ognistej kuli (fireball) nio-

s w sobie zakodowan odpowied na

pytanie, czy w potwornym gorcu zde-

rzenia protony i neutrony rozpad¸y si«,

wyzwalajc kwarki oraz czstki zwane

gluonami. (Proton sk¸ada si« z trzech

kwarkw, dwch grnych i jednego dol-

nego, ktre utrzymywane s razem

przez gluony. Neutron zawiera dwa

kwarki dolne i jeden grny.) Teoretycy

s przekonani, ýe gdy temperatura prze-

kroczy 10 12 K, to pojawi si« plazma

kwarkowo-gluonowa, czyli rodzaj zu-

py z¸oýonej z kwarkw i gluonw. ãTe-

go nie widziano we Wszechæwiecie od

kilku miliardw lat. Tyle na ten temat

wiemyÓ Ð stwierdza Frank Wilczek, fi-

zyk teoretyk z Institute for Advanced

Study w Princeton (New Jersey).

Plazma utrzymywa si« b«dzie zale-

dwie przez 10 Ð23 s (czyli tyle, ile potrze-

buje æwiat¸o na przejæcie przez jdro)

i w kaýdym kierunku zajmie obj«toæ

oko¸o 10 fermich (fermi to charaktery-

styczna miara jdrowa rwna 10 Ð13 cm).

Przejdzie ona natychmiast w wielk licz-

b« innych czstek, ktre nast«pnie prze-

b«d bilion razy d¸uýsz drog«, zanim

zarejestruj je detektory. To, czy w zde-

rzeniu powstanie 15 tys. czstek, czy je-

dynie tysic, dopiero si« okaýe. W kro-

ciach æladw, ktre zostawi, fizycy

zaczn poszukiwa dowodw istnienia

ulotnej plazmy. I nie b«dzie to poszuki-

wanie ig¸y w stogu siana. Raczej gapie-

nie si« na stg siana celem ustalenia, czy

w ærodku jest ig¸a.

Eksperymentatorw czeka tak przy-

t¸aczajce zadanie cz«æciowo dlatego,

ýe od teoretykw mog oczekiwa je-

dynie bardzo niepewnych wskazwek.

ãMamy zaledwie przybliýony szkic te-

go, co dzieje si« z materi przy takich

energiachÓ Ð podkreæla Gordon Baym

z University of Illinois. Problemem s

silne ãkoloroweÓ oddzia¸ywania, ktre

wiý protony, neutrony i jdra. S one

co najmniej sto razy silniejsze niý elek-

tromagnetyzm. Ponadto przekazuj je

gluony, ktre w odrýnieniu od innych

noænikw si¸y, na przyk¸ad fotonw, teý

wzajemnie na siebie oddzia¸uj. To le-

pienie si« do siebie gluonw w po¸cze-

niu z si¸ ich oddzia¸ywaÄ sprawia, ýe

chromodynamika kwantowa, czyli QCD

Ð teoria silnych oddzia¸ywaÄ Ð jest cz«-

sto zbyt trudna dla obliczeÄ.

Zderzenie i rozprysk

W rezultacie teoretycy radz sobie

z silnymi oddzia¸ywaniami tylko w spe-

cjalnych przypadkach, mianowicie kie-

dy staj si« one doæ s¸abe. Paradoksal-

nie silne oddzia¸ywania s¸abn, kiedy

kwarki i gluony zaczynaj si« bardzo

do siebie zbliýa. Wyobramy sobie, ýe

kwarki powizane s z innymi kwarka-

mi i antykwarkami poprzez struny glu-

onowe. (Antykwark to alter ego kwarka,

gdyý ma t« sam mas«, lecz przeciwny

¸adunek.) Struna dzia¸a tak jak guma.

Kiedy kwark i antykwark z pary Ð na-

zywanej mezonem Ð oddalaj si« od sie-

bie, guma æciga je z powrotem ze sta-

¸ si¸; potrzeba nieskoÄczonej energii

na rozdzielenie pary i dlatego swobod-

34 å WIAT N AUKI Maj 1999

P odziemny tunel zakr«ca i w-

35.96

ZDERZENIE JDROWE odtworzone kompu-

terowo z zastosowaniem modelu ãkaskady j-

drowejÓ zachodzi mi«dzy dwoma jdrami z¸ota,

ktre pocztkowo s relatywistycznie sp¸asz-

czone jak naleæniki. Uderzenie sprawia, ýe nie-

ktre kwarki (

) i gluony (

). Te z kolei p«kaj, tworzc pio-

) i inne czstki, ktre mog od-

dzia¸ywa i si« rozpada. Kula ognista powi«k-

szy si« bilion razy, zanim trafi do detektorw.

(Jednostk czasu jest okres, w ktrym æwiat¸o

pokonuje odleg¸oæ 10 Ð13 cm.)

), kaony (

89.91

nych kwarkw si« nie obserwuje. Gdy

natomiast kwark i antykwark znajduj

si« bardzo blisko, guma jest luna i ele-

menty pary nie odczuj nawzajem swo-

jej obecnoæci. Podobny stan rzeczy powi-

nien zaistnie, aczkolwiek na krtko,

w plazmie kwarkowo-gluonowej.

Teoretycy wierz teý, ýe pozornie pu-

sta przestrzeÄ Ð nies¸usznie nazwana

prýni Ð w rzeczywistoæci roi si« od par

kwarkÐantykwark, ktre tylko poæred-

nio daj o sobie zna. Sytuacja nie jest

ca¸kiem zadowalajca. Z jakiejæ przyczy-

ny przyroda w zwyk¸ej prýni dopusz-

cza tylko sprz«ýenia prawoskr«tnych

kwarkw z lewoskr«tnymi antykwarka-

mi, i na odwrt. (Skr«tnoæ czstki opisu-

je kierunek jej wewn«trznej rotacji obser-

wowany wzd¸uý kierunku jej ruchu.)

Takie zachowanie burzy poczucie este-

tyki fizykw, a æciælej mwic, matema-

tyczne pi«kno zwane symetri chiraln.

Zgodnie z t symetri lewoskr«tne kwar-

ki i antykwarki powinny istnie nieza-

leýnie od swoich prawoskr«tnych odpo-

wiednikw. Lecz w odpowiednio wyso-

kiej temperaturze i g«stoæci te le dobra-

ne pary zape¸niajce prýni« powinny

si« rozdzieli, objawiajc w ten sposb

symetri« chiraln.

Najlepszym sposobem oszacowania,

jak silne oddzia¸ywania b«d zachowy-

wa si« w rzeczywistych sytuacjach, s

po prostu ýmudne obliczenia. Pos¸ugu-

jc si« superkomputerem, teoretycy mo-

deluj czasoprzestrzeÄ jako sie punk-

tw. W tych ostatnich umieszczaj

kwarki i antykwarki po¸czone struna-

mi gluonowymi, aby zbada ich oddzia-

¸ywania. Obliczenia, pospolicie zwane

ãQCD na sieciÓ, przewiduj, ýe kwarki

i gluony uwolni si« przy tej samej g«-

stoæci energii, ktra przywraca symetri«

chiraln. W takim przypadku podczas

zderzeÄ jder w RHIC powinna powsta

plazma kwarkowo-gluonowa z pe¸n sy-

metri chiraln.

Niestety, QCD na sieci ma powaýne

ograniczenia: nie opisuje sytuacji dyna-

micznych, a jedynie statyczne. Oznacza

to m.in., ýe radzi sobie tylko z uk¸adami

w stanie rwnowagi. Ponadto nie po-

zwala przedstawi sytuacji, w ktrej licz-

ba kwarkw jest wi«ksza niý antykwar-

kw. Poniewaý protony i neutrony

zawieraj wy¸cznie kwarki, taki nad-

miar moýe powsta prawdopodobnie

przy zderzeniu dwu jder. Wobec tego

QCD na sieci nie stosuje si« wprost do

sytuacji ãzderzenia i rozpryskuÓ, jak nie-

ktrzy fizycy nazywaj wysokoenerge-

tyczne zderzenie jdrowe. Kaýda rze-

telna teoria b«dzie musia¸a po¸czy ãre-

latywistyk«, ktra jest trudna, z teori

pola, ktra jest trudna, z dynamik sta-

nu nierwnowagi, ktra jest trudna, z fi-

zyk wielu cia¸, ktra jest trudnaÓ Ð

podkreæla Horst Stcker z Johann Wolf-

gang Goethe-Universitt we Frankfur-

cie. I dlatego teoretycy stosuj rýno-

rodne przybliýenia.

Poszukiwanie sygna¸u plazmy

Jeden z modeli na przyk¸ad traktuje

kwarki jak odbijajce si« od siebie kule

bilardowe, ¸czc opis kwantowo-me-

chaniczny z eksperymentalnie mierzo-

nymi prawdopodobieÄstwami powsta-

nia z¸oýonych czstek. (Ta teoria, zwana

kaskad partonow, zapocztkowana

zosta¸a przez Klausa Kindera-Geigera

z Brookhaven, ktry w ub. r. zgin¸ tra-

gicznie w katastrofie samolotu linii Swis-

sair.) Inny model traktuje jdra jak krople

cieczy i stosuje prawa hydrodynamiki

z parametrami obliczonymi przez QCD

na sieci. Poza tym ãna rynkuÓ funkcjo-

nuje wiele modeli b«dcych po¸czenia-

mi lub udoskonaleniami tych podstawo-

å WIAT N AUKI Maj 1999 35

) ulegaj rozpro-

szeniu. Jdra przenikaj si« wzajemnie, po-

zostawiajc za sob napompowane energi

kwarki i gluony, ktre natychmiast zlewaj si«

w grudki (

ny (

W ZAKRZYWIONYCH RURACH PROWADZENIA WIZEK relatywistycznego zderzacza ci«ýkich jonw (RHIC) jdra przyspie-

szane b«d za pomoc energii dostarczanej przez nadprzewodzce wn«ki. Zewn«trzne pow¸oki rury zawieraj kriostaty, wewntrz

ktrych krýy zimny spr«ýony hel. Podwjne linie przyspieszaj p«czki jder w przeciwnych kierunkach aý do ich spotkania w punktach

zderzenia wewntrz detektorw.

wych schematw. ãJest niemal tyle mo-

deli, ilu teoretykw pracujcych w tej

dziedzinieÓ Ð ýartuje Tim Hallman, eks-

perymentator z Brookhaven. Kaýdy

z modeli prawdopodobnie bardzo do-

brze opisuje pewne aspekty zderzenia,

ale ýaden nie obejmuje poprawnie ca¸o-

æci. Skrzynka wina czeka na tego, kto za-

proponuje prawid¸owe przewidywanie

dla jakiejkolwiek z wielkoæci, ktr da

si« mierzy, gdy ruszy RHIC.

Mimo wszystko spodziewamy si«, ýe

zderzenie b«dzie wyglda mniej wi«cej

nast«pujco: Na pocztku dwa jdra po

prostu przenikn si« nawzajem. ãTo jest

tak jak z uderzeniem o coæ Ð wyjaænia

Baym. Ð Dopiero po u¸amku sekundy

czujemy bl.Ó Kwarki i gluony z jednego

jdra schwytaj kwarki i gluony z dru-

giego za pomoc ãklejuÓ, jak na lep. Kie-

dy jdra zaczn si« rozdziela, te ener-

getyczne struny b«d p«ka, zap«tla si«

i miesza, doprowadzajc Ð mamy na-

dziej« Ð do powstania plazmy.

Ta zaæ zacznie gwa¸townie stygn,

wypromieniowujc niekiedy elektrony,

pozytony i ich ci«ýszych kuzynw Ð

miony i antymiony. W procesach przy-

pominajcych te z Wielkiego Wybuchu,

ale bardzo trudnych do obliczeÄ, wi«k-

szoæ kwarkw i gluonw przeobrazi

si« w obiekty z¸oýone z dwu lub trzech

kwarkw albo antykwarkw. Niektre

z tych ãhadronwÓ rozpadn si« na in-

ne czstki, ktre z kolei teý mog ulec

rozpadowi. Wszelkie ewentualne do-

wody na zaistnienie plazmy kry si« b«-

d w tych ãpopio¸achÓ.

S«k w tym, ýe ãnie ma niezbitego do-

wodu Ð jak to ujmuje Hallman. Ð Braku-

je jakiegoæ okreælonego zjawiska, po kt-

rego znalezieniu moýna by powiedzie:

to jest to!Ó Teoretycy przedstawili d¸ug

list« zjawisk, z ktrych kaýde jest postu-

lowanym dowodem na pojawienie si«

znikajcej pniej plazmy. Niestety, sze-

reg zwyk¸ych procesw jdrowych mo-

ýe da wi«kszoæ tego rodzaju sygna¸w,

co eliminuje je jako argumenty przema-

wiajce za istnieniem plazmy.

Pierwsze zadanie b«dzie polega¸o

na wybraniu czstek leccych prosto-

padle do kierunku wizki, poniewaý

TABLICA FOTOPOWIELACZY zbudowana przez fizykw japoÄskich pos¸uýy do iden-

tyfikacji elektronw dzi«ki wykorzystaniu ich charakterystycznego promieniowania

Czerenkowa. Urzdzenie umieszczone zostanie wewntrz detektora PHENIX, ktry

mierzy b«dzie g¸wnie lekkie czstki pochodzce ze zderzenia.

36 å WIAT N AUKI Maj 1999

musz one wychodzi z obszaru zderze-

nia. ãIch energia mwi nam, czy zaist-

nia¸y warunki do powstania plazmy. To

jest warunek wst«pnyÓ Ð mwi Miklos

Gyulassy z Columbia University. Anali-

za mog¸aby teý wykaza, czy choby

przez krtk chwil« utrzymywa¸a si« sta-

¸a temperatura (wyznaczana na podsta-

wie rozk¸adu p«dw czstek). Wskazy-

wa¸oby to na przejæcie fazowe, tak jak

dowodem na wrzenie wody jest tem-

peratura w czajniku Ð utrzymujce si«

100¡C. Gyulassy sdzi jednak, ýe ten

efekt b«dzie za s¸aby na wycigni«cie

wiýcych wnioskw. ãNie postawi¸bym

na to duýych pieni«dzyÓ Ð stwierdza.

Z kolei dok¸adne badania pionw

(mezonw zawierajcych grny lub dol-

ny kwark oraz odpowiadajcy mu an-

tykwark) i ich wzajemnych korelacji

przynios informacje o rozmiarach ogni-

stej kuli poprzez kwantowo-mecha-

niczny efekt, ktry pierwotnie by¸ wyko-

rzystywany do pomiaru rozmiarw

gwiazd. Ta analiza moýe dostarczy na-

wet danych o szybkoæci powi«kszania

si« ognistej kuli. Uwaýajc materi« j-

drow za ciecz, Gyulassy i inni wnio-

skuj, ýe ognista kula powinna w pew-

nej chwili zwolni ekspansj«, poniewaý

kiedy plazma zacznie przechodzi w ha-

drony, pr«dkoæ dwi«ku stanie si« ano-

malnie ma¸a. ãTo z pewnoæci by¸by nie-

zbity dowdÓ Ð utrzymuj. Zaobserwo-

wanie tego efektu wymaga jednak b«-

dzie ca¸ych lat skrupulatnego groma-

dzenia danych.

Informacj« nios teý nie podlegajce

silnym oddzia¸ywaniom elektrony, mio-

SWOBODNE KWARKI

I GLUONY

10 12

JDRA

STOSUNEK DO NORMALNEJ G¢STOåCI

DIAGRAM PRZEJåCIA FAZOWEGO pokazuje obliczone przejæcie od zwyk¸ych jder do

swobodnych kwarkw i gluonw. W bardzo wysokiej temperaturze lub g«stoæci protony

i neutrony wewntrz jder rozpadaj si«, wyzwalajc kwarki i gluony. W zderzeniach jder

zachodzcych w RHIC oczekuje si« osigni«cia tego stanu, aczkolwiek na bardzo krtko.

ny i ich antyczstki. ãJeæli powstanie pa-

ra, to wydostanie si« bez przeszkd na

zewntrz Ð mwi Baym. Ð One s mia-

r tego, co dzieje si« we wn«trzu.Ó Ma-

jc dane dotyczce energii i p«dw tych

czstek, fizycy mog stwierdzi, czy pa-

ra Ð mion i antymion lub elektron i po-

zyton Ð pochodzi¸a z rozpadu okreælo-

nego mezonu, takiego jak

w fazie materii jdrowej z zachowan

symetri chiraln; i ten sygna¸ jednak

uchodzi za sporny.

Widom oznak pojawienia si« pla-

zmy kwarkowo-gluonowej jest spadek

liczby wyprodukowanych egzemplarzy

innego mezonu, zwanego J/

Kaýdy z tych mezonw moýe mie ma-

s« mniejsz niý zwykle, jeæli powsta¸

czy

nie moýe powsta w plazmie kwarko-

wo-gluonowej, gdyý zostanie rozbity na

skutek bombardowaÄ otaczajcych cz-

stek. Tak wi«c ten mezon (poprzez jego

produkty rozpadu) powinno si« obser-

wowa rzadziej, niý wynika¸oby z prze-

widywaÄ dla zwyk¸ej materii jdrowej.

Naukowcy z Europejskiego Laborato-

rium Fizyki Czstek CERN pod Gene-

w zaobserwowali taki efekt w zderze-

niach jder o¸owiu o efektywnej energii

17 GeV dla zderzenia nukleonÐnukle-

on. Stcker twierdzi jednak, ýe i ten sy-

gna¸ da si« wyjaæni w inny sposb.

Najbardziej intrygujce zdaje si« istnie-

nie ãdziwade¸kaÓ (strangelet Ð kropelki

kwarkowej o wielu kwarkach dziwnych).

Kwarki dziwne powinny wyst«powa

w plazmie kwarkowo-gluonowej obficie

i przypuszczalnie ¸czy si« w taki obiekt

razem z kwarkami dolnymi i grnymi.

Aczkolwiek znalezienie dziwade¸ka Ð

tworu co najmniej tak egzotycznego jak

plazma kwarkowo-gluonowa Ð by¸oby

sensacj, to jednak pozostaje pytanie, czy

okaza¸oby si« ono dostatecznie trwa¸e,

aby dotrze do detektorw.

DETEKTOR PHENIX, widoczny tu przed montaýem, zawiera stoýkowate ãskrzy-

d¸aÓ zaprojektowane w celu rejestracji mionw pochodzcych z jdrowego zderzenia. Nie-

ktre stalowe p¸yty w skrzyd¸ach, przywiezione z Sankt Petersburga w Rosji, naleý do

najwi«kszych, jakie kiedykolwiek odlano.

å WIAT N AUKI Maj 1999 37

. Mezon

w, b«dcy stanem zwizanym powab-

nego kwarka i powabnego antykwarka,

rzadko b«dzie produkowany w zderze-

niu jdrowym. Argumentuje si«, ýe J/

T« list« moýna niemal dowolnie wy-

d¸uýa. Teoretycy namawiaj doæwiad-

czalnikw, aby poszukiwali nie zorien-

towanych kondensatw chiralnych (po-

chodzcych z niewielkiego obszaru w

centrum zderzenia, gdzie brakuje jedno-

litego przepisu na budowanie par kwar-

kw i antykwarkw), ¸amania parzysto-

æci ¸adunkowej (symetrii zwykle za-

chowywanej w silnych oddzia¸ywaniach)

i niezliczonych innych hipotetycznych

zjawisk. I jakby tego nie by¸o dosy,

Stcker utrzymuje, ýe plazma kwarko-

wo-gluonowa nie jest prostym ãgazem

swobodnymÓ, jak si« zwykle sdzi, lecz

z¸oýonym oddzia¸ujcym uk¸adem, kt-

ry pod wieloma wzgl«dami przypomina

nast«pujc po nim faz« hadronow.

W takim przypadku poszukiwanie do-

wodu na istnienie plazmy by¸oby od po-

cztku skazane na niepowodzenie.

wchodzcej czstki na¸adowanej w

trzech wymiarach i dostatecznie szyb-

ko czyæci swoj pami«, by zarejestro-

wa szczeg¸y kaýdego z tysica zde-

rzeÄ na sekund«. Walec ten otaczaj

inne uk¸ady, m.in. kalorymetr do po-

miaru energii kaýdej czstki.

Charakterystyczn cech detektora

STAR jest uniwersalnoæ. Moýe mierzy

p«d, energi« i inne w¸asnoæci 6 tys. spo-

ærd 10 tys. wyprodukowanych czstek,

na og¸ pionw. (Pozosta¸e wytworzo-

ne czstki b«d porusza si« bardzo bli-

sko linii wizki.) Pozwoli to naukow-

com zmierzy takie w¸asnoæci, jak tem-

peratura i g«stoæ energii ognistej kuli.

Wpatrujc si« w komputerowy model,

przedstawiajcy gmatwanin« torw Ð

lub ãskrzypÓ, jak woli Hallman Ð przy-

znaj«, ýe moýliwoæci tego urzdzenia s

wprost niewiarygodne.

Jeszcze pot«ýniejszym detektorem jest

PHENIX, nazwany tak, gdyý powsta¸

z ãpopio¸wÓ trzech innych urzdzeÄ,

ktre nigdy nie ujrza¸y æwiat¸a dzien-

nego z braku pieni«dzy i pracownikw.

PHENIX ma ciemny kad¸ub, si«gajcy

na 12.2 m, i jeæli przypomina jakiegoæ

ptaka, to raczej s«pa (naukowcy z RHIC

opowiadaj si« za kondorem). Jego

ãskrzyd¸aÓ, rozpostarte w kierunku linii

wizek, zosta¸y zaprojektowane w celu

rejestrowania mionw.

Rozmiary PHENIX-a wynikaj z jego

zadania, ktre polega na wyszukiwaniu

i identyfikacji lekkich czstek. Na przy-

k¸ad p«d elektronu wyznaczany jest na

podstawie zakrzywienia jego toru w sil-

nym polu magnetycznym. Identyfikuje

si« elektron dzi«ki charakterystycznemu

pieræcieniowi emitowanych przez niego

fotonw, tzw. promieniowaniu Czeren-

kowa. Dok¸adnoæci pomiaru p«du i iden-

tyfikacji zaleý od d¸ugoæci drogi, na kt-

rej prowadzi si« pomiar. Oczekuje si«, ýe

PHENIX pozwoli przede wszystkim

ustali, czy wytwarzane elektrony i mio-

ny pochodz z mezonw o masach niý-

szych niý nominalne.

Trwaj teý prace nad dwoma mniej-

szymi detektorami. BRAHMS sprawdzi,

ile nukleonw pozostaje prawie nie

wzbudzonych przez zderzenie. W od-

rýnieniu od niego PHOBOS b«dzie ¸a-

pa¸ czstki wyemitowane we wszystkich

kierunkach, a w szczeglnoæci te o ener-

gii zbyt niskiej, by zdo¸a¸y dotrze do

wielkich detektorw. Projekt zderzacza

przewiduje miejsce dla jeszcze dwu de-

tektorw. ãPlan jednego z nich juý ma-

my Ð mwi Thomas Ludlam, wicedy-

rektor projektu RHIC. Ð Z drug loka-

lizacj czekamy na dobry pomys¸.Ó

Wst«pny cykl pracy RHIC przewi-

dziano na czerwiec, po czym akcelerator

przeciwbieýnych wizek zostanie za-

Liczenie anio¸w

Te trudnoæci zdaj si« nie przeraýa

eksperymentatorw. ãTeoretykom po-

zostawiam rozwaýania w rodzaju, ile

anio¸w moýe taÄczy na ostrzu szpilkiÓ

Ð wzrusza ramionami Barbara Jacak, do-

æwiadczalnik ze State University of New

York w Stony Brook. Juý wkrtce rusz

detektory i doczekamy si« pierwszych

danych, ktrych waga zapewne zmniej-

szy liczb« dopuszczalnych moýliwoæci.

Trasa z tunelu nurkuje pod szeregiem

stojakw z kablami do ogromnego de-

tektora STAR Ð zespo¸u

koncentrycznych walcw z

osi na linii wizki. G¸wny

instrument Ð wielkie sre-

brzyste urzdzenie z opada-

jcymi wstýkami drutw Ð

b«dzie mierzy tor kaýdej

DETEKTOR STAR (poniýej) w

centralnej cz«æci b«dzie mierzy¸

tory tysi«cy czstek wytwarza-

nych w zderzeniu i wyzna-

cza¸ ich energi« oraz p«d. (We-

wn«trzna elektronika nie zo-

sta¸a uwidoczniona na tej fo-

tografii.) Modelowanie (z le-

wej) torw zarejestrowanych w

centralnej komorze ãprojekcji

czasowejÓ ukazuje z¸oýonoæ

zagadnienia.

38 å WIAT N AUKI Maj 1999

Mukerjee Madhusree - Mały Wielki Wybuch.pdf

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: