ABŞ Energetika Departamentinin (DOE) Brookhaven Milli Laboratoriyasında “atom parçalayıcı” olan Nisbi Ağır İon Toqquşdurucusunda (RHIC) hissəciklərin toqquşmalarından əldə edilən yeni məlumatlar, ən enerjili hissəciklərin toqquşmalarında əmələ gələn ilkin şorbanın energetik hissəciklə toqquşması zamanı yan tərəfə necə “sıçradığını” ortaya qoyur.

Dəlillər RHIC-də fotonlar, işıq hissəcikləri ilə arxa-arxa toqquşma nəticəsində yaranan rekonstruksiya edilmiş reaktiv təyyarələrin ilk ölçülməsindən irəli gəlir. Elm adamları bu toqquşmalarda yaranan maddəni öyrənmək üçün foton-korrelyasiyalı reaktivlərin ölçmələrindən istifadə etməyi çoxdan gözləyirdilər. Physical Review Letters və Physical Review C- də yenicə dərc olunmuş iki məqalədə təsvir edilən tapıntılar, kvark-qluon plazması (QGP) kimi tanınan bu ibtidai şorba haqqında təzə fikir təqdim edir və onun qeyri-adi xassələri haqqında yeni suallar yaradır.

Bu nəticələri dərc edən DOE-nin Lawrence Berkeley Milli Laboratoriyasının fiziki və RHIC-in STAR Əməkdaşlıq Təşkilatının üzvü Peter Jacobs, “Yenidən qurulmuş reaktivlərin ölçülməsi bizə reaktivlərin hərəkəti zamanı güclü qarşılıqlı plazmanın necə reaksiya verdiyinə dair unikal fikirlər verir” dedi. “Təyyarə ilə nə baş verdiyinə diqqət yetirmək əvəzinə, onu çevirmək və reaktivin QGP haqqında bizə nə deyə biləcəyini görmək istəyirik.”

Big Bang şorbası

Böyük Partlayışdan saniyənin bir hissəsi sonra, maddənin kvark və qluon tikinti blokları proton və neytronlarda və nəhayət atom nüvələrində bir-birinə bağlanmazdan əvvəl bütün kainat QGP ilə dolu idi . RHIC müntəzəm olaraq qızıl atomlarının nüvələrini işıq sürətinə yaxın sürətləndirərək və onları bir-birinə vuraraq QGP yaradır. Enerjili toqquşmalar nüvələri “əriyir”, onların daxili tikinti bloklarını azad edir, beləliklə, elm adamları kvarkları və qluonları zamanın əvvəlində mövcud olduqları kimi öyrənə bilərlər.

Bu asan deyil. RHIC-də yaradılmış QGP saniyənin trilyonda bir trilyonda birindən az müddətə işləyir. Onu mikroskop altına qoymaq və ya digər maddə formalarını tədqiq edən elm adamlarının etdiyi kimi rentgen şüaları ilə bombalamaq üçün vaxt yoxdur. Ancaq xoşbəxtlikdən, QGP-ni yaradan toqquşmalar bəzən ayrı-ayrı kvarkları və ya qluonları da böyük enerji ilə nüvələrdən çıxarır. Bu enerjili səpələnmiş hissəciklər plazma haqqında məlumatı RHIC-nin detektorlarına daşıyan korrelyasiyalı hissəciklərin – reaktivlərin – kaskadlarına sürətlə parçalanır.

“Səpələnmiş kvarklar və qluonlar nüvələrlə birlikdə gəlir; onlar maddənin içərisindədirlər” dedi Jacobs. “Biz plazma haqqında öyrənmək üçün onlardan rentgen şüaları kimi istifadə edə bilərik.”

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=280&slotname=8188791252&adk=1645945215&adf=308666314&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&abgtt=6&fwrn=4&fwrnh=0&lmt=1749719307&rafmt=1&armr=3&format=750×280&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-06-quark-gluon-plasma-splashes-energetic.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTM3LjAuNzE1MS4xMDMiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEzNy4wLjcxNTEuMTAzIl0sWyJDaHJvbWl1bSIsIjEzNy4wLjcxNTEuMTAzIl0sWyJOb3QvQSlCcmFuZCIsIjI0LjAuMC4wIl1dLDBd&dt=1749719303665&bpp=1&bdt=93&idt=105&shv=r20250610&mjsv=m202506090101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1749719256%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1749719256%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3Dcdf7f2f01784f52d%3AT%3D1735196613%3ART%3D1749719256%3AS%3DAA-Afjb8kbeupLLyQ0QHQmZxpM4v&prev_fmts=0x0%2C336x280%2C1905x945&nras=2&correlator=3362337920753&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=3&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=2355&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=31092919%2C95332925%2C95353386%2C95362656%2C42533294%2C95362800%2C95359266%2C95362803%2C95363076%2C31092547%2C95340253%2C95340255&oid=2&pvsid=8688774882702922&tmod=1158146187&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=0&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=3544

Fotonların və izləmə reaktivlərinin tetiklenmesi

RHIC-də reaktiv təyyarələri öyrənən bir çox alim qrupu, QGP-dən çıxan enerjili reaktivlərin açıq şəkildə basdırılması olan reaktiv söndürmə kimi tanınan bir fenomenə diqqət yetirdi. İdeya ondan ibarətdir ki, təyyarələr QGP ilə qarşılıqlı əlaqədə enerji itirirlər.

RHIC-in bu günə qədər reaktiv söndürmə ölçmələri əsasən ən enerjili, aparıcı reaktiv hissəciklərə yönəlmişdir, çünki onları ölçmək asandır. Bununla belə, bu cür aparıcı hissəciklər proses haqqında yalnız məhdud məlumat verir. STAR-ın yeni nəticələri reaktivləri təşkil edən hissəciklərin daha geniş əlaqəli spreyini yenidən qurur, QGP-nin necə “həyəcanlandığı” və reaktivə necə reaksiya verdiyi və “itirilmiş” enerjinin hara getdiyi haqqında daha çox təfərrüatı aşkar edir.

Yeni analiz, ilk dəfə olaraq, fotonlarla arxa-arxaya istehsal edilən reaktiv təyyarələrin yenidən qurulmasını əhatə etdi.

Texas A&M Universitetinin STAR əməkdaşı Saskia Mioduszewski, həmmüəllif, “Fotonlar QGP ilə heç bir şəkildə qarşılıqlı əlaqədə olmadığı üçün onların detektor tərəfindən ölçülən enerjisi əks istiqamətdə ortaya çıxan reaktiv hissəciklərin enerjisi ilə müqayisə etmək üçün bir ölçü təmin edir” dedi.

Mioduszewski, indi Qahirə Amerika Universitetində keçmiş postdok Əhməd Hamed ilə birbaşa foton identifikasiyası texnikasına öncülük etdi. Daha sonra bu səylərə indi Hindistan Elm Təhsili və Tədqiqat İnstitutu-Tirupati-də keçmiş postdokant Nihar Sahoo və iyunun 16-da DOE-nin Tomas Cefferson Milli Sürətləndirici Facility-ə qoşulacaq Mioduşevskinin keçmiş aspirantlarından biri Derek Anderson da qoşuldu.

Gündəlik anlayışlar üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosda ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz xəbər bülleteni üçün qeydiyyatdan keçin və mühüm nailiyyətlər, yeniliklər və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniləmələr əldə edin .Abunə ol

Yeni məqalələr üçün Sahoo, RHIC toqquşmalarında əmələ gələn minlərlə digər hissəciklərin fonundan hətta aşağı enerjili reaktivlərin incə siqnallarını almaq üçün indi Almaniyada GSI Helmholtz Ağır İon Tədqiqatları Mərkəzində Jacobs və Alex Schmah tərəfindən hazırlanmış statistik metodlarla bu foton analizi texnikasını birləşdirməyi təklif etdi.

Sahoo ilə təhlilə rəhbərlik edən Anderson, “İncə tənzimlənmiş foton identifikasiyası alqoritmi və bu reaktiv rekonstruksiya üsullarından istifadə edərək, biz enerjili fotonla toqquşmaları tapa bildik və sonra bütün reaktivləri fotonla arxa-arxaya bərpa edə bildik” dedi.

“Fotonları müəyyən etmək çətindir” dedi Anderson. “Biz yalnız sözdə “birbaşa fotonlar” istəyirik – enerjili reaktivlərlə eyni vaxtda birbaşa toqquşma zamanı yaranan fotonlar. Lakin RHIC toqquşmaları digər proseslər vasitəsilə daha çox foton istehsal edir. STAR detektorundakı siqnalın forması birbaşa foton namizədlərini müəyyən etməyə kömək edir. Sonra birbaşa olmayan fotonları çıxarmaq üçün statistik üsullardan istifadə edirik. əks istiqamətdə.”

Ən əsası, komanda müxtəlif bucaqlı “konus” ölçüləri olan reaktiv təyyarələri yenidən qurdu – bəziləri daha dar, bəziləri isə daha geniş. Əlaqəli hissəcikləri axtardıqları konusun genişləndirilməsi onlara QGP-nin reaktiv həyəcana reaksiyasını yeni bir şəkildə müşahidə etməyə imkan verdi.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=280&slotname=8188791252&adk=1645945215&adf=1092384543&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&abgtt=6&fwrn=4&fwrnh=0&lmt=1749719324&rafmt=1&armr=3&format=750×280&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-06-quark-gluon-plasma-splashes-energetic.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTM3LjAuNzE1MS4xMDMiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEzNy4wLjcxNTEuMTAzIl0sWyJDaHJvbWl1bSIsIjEzNy4wLjcxNTEuMTAzIl0sWyJOb3QvQSlCcmFuZCIsIjI0LjAuMC4wIl1dLDBd&dt=1749719303666&bpp=1&bdt=94&idt=128&shv=r20250610&mjsv=m202506090101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1749719256%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1749719256%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3Dcdf7f2f01784f52d%3AT%3D1735196613%3ART%3D1749719256%3AS%3DAA-Afjb8kbeupLLyQ0QHQmZxpM4v&prev_fmts=0x0%2C336x280%2C1905x945%2C750x280%2C336x280&nras=2&correlator=3362337920753&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=4&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=4476&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=700&eid=31092919%2C95332925%2C95353386%2C95362656%2C42533294%2C95362800%2C95359266%2C95362803%2C95363076%2C31092547%2C95340253%2C95340255&oid=2&psts=AOrYGsksMBw0UlqL78LImfYNWgTGxoBIKNF1_g81PddNQVf45SCP8034ZI0PsoepvwFORgeZp0haUej2046DO_xl&pvsid=8688774882702922&tmod=1158146187&uas=1&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=3&uci=a!3&btvi=3&fsb=1&dtd=21256

Yan tərəfə sıçrayış

Komanda QGP yaratmayan həm proton-proton toqquşmalarından , həm də müntəzəm olaraq ilkin şorba yaradan qızıl-qızıl toqquşmalarından əldə edilən məlumatları öyrəndi. Hər bir toqquşma növündə onlar yalnız ən enerjili reaktiv hissəciklərin müşahidə olunacağı dar konusda reaktivləri və reaktivin periferiyasında hər hansı əlaqəli hissəcikləri tutmaq üçün nəzərdə tutulmuş daha geniş konus axtarırdılar.

“QGP əmələ gəlməyən bir proton-proton toqquşmasından bir reaktiv çıxdıqda, dar konusun içərisində çoxlu hissəciklər, xaricində isə çox az hissəcik olmalıdır” dedi Sahoo. Elm adamlarının QGP yaradan qızıl-qızıl toqquşmaları ilə müqayisə etmək üçün istifadə etdikləri əsas budur.

“Eyni hissəcik QGP-dən keçərsə, dar konusda daha az enerjili hissəciklər olmalıdır. Lakin reaktiv hissəciklərin QGP ilə bütün əlavə qarşılıqlı təsirləri səbəbindən daha geniş konusda daha çox hissəcik olmalıdır” dedi Sahoo.

Alimlərin tapdıqları da məhz budur. Daha geniş müşahidə konusu və dəqiq tənzimlənmiş analiz onlara reaktiv hissəciklərin QGP ilə budaqlanan qarşılıqlı təsiri nəticəsində yaranan hissəciklərin siqnallarını almağa imkan verdi. Bütün bu əlavə əlaqəli hissəciklərin enerjisini toplamaq söndürülmüş reaktivlərin “itkin” enerjisini təşkil edirdi.

“Biz kəşf etdik ki, təyyarələr daxilində enerji, olmayanlarla müqayisədə QGP yaradan toqquşmalarda daha geniş paylanır”. “Sanki əşyalar yan tərəfə sıçrayır.”

Müqayisə üçün, velosiped sürməyi və bir gölməçəyə vurmağı düşünün. Gölməçədən keçəndə su çölə sıçrayır və sürətinizi azaldır. Velosiped QGP-dən keçən reaktivə bənzəyir, plazmanın sərbəst kvarkları və qluonları ilə yan qarşılıqlı təsirlərə bir az enerji verir.

“Hər iki halda, enerji harasa gedir; o, “itirilmiş” deyil” dedi Jacobs. “Orta məktəbdə öyrəndikləriniz hələ də doğrudur; enerji qorunur.”

Açıq suallar

Ölçmələr göstərdi ki, ilkin reaktiv enerjinin çox hissəsini bərpa etmək üçün 30 dərəcə açılma bucağı olan konus kifayətdir. Bu, QGP həyəcanının keçdiyi məsafəyə məhdudiyyət qoyur. Bu, sürtünməsiz axınla demək olar ki, mükəmməl maye kimi təsvir edilən QGP-nin özlülüyünü başa düşmək üçün təsir göstərə bilər.

Bundan əlavə, Mioduszewski dedi: ” Enerji itkisini və QGP reaksiyasını həqiqətən xarakterizə etmək üçün enerji itkisinin yol uzunluğundan və ya reaktivin plazmadan keçdiyi məsafədən və onun plazma ilə qarşılıqlı təsirinin gücündən necə asılı olduğunu başa düşməliyik.”

Alimlərin müxtəlif tipli reaktiv təyyarələrdən topladığı məlumatlar onlara bu daha incə xüsusiyyətləri araşdırmaq üçün ağıllı yollar verdi.

“Bunların hamısı yeni ölçmələrdir və ardıcıl bir mənzərənin olub-olmadığını görmək üçün bütün bu məlumatları bir araya gətirmək üçün nəzəriyyəçi həmkarlarımızla işləməli olacağıq” dedi.

Ətraflı məlumat: BE Aboona və digərləri, sNN=200 GeV-də p+p və Mərkəzi Au+Au Toqquşmalarında Birbaşa Foton+Jet və π0+Jet Korrelyasiyasından istifadə edərək Ortada Reaktiv Modifikasiyanın Ölçüsü, Fiziki İcmal məktubları (2025). DOI: 10.1103/PhysRevLett.134.232301

BE Aboona və digərləri, sNN=200GeV-də p+p və mərkəzi Au+Au toqquşmalarında ölçülən yarı inklüziv birbaşa foton + reaktiv və π0+ reaktiv korrelyasiya, Fiziki İcmal C (2025). DOI: 10.1103/8b8y-98yh

Jurnal məlumatı: Fiziki İcmal məktubları , Fiziki İcmal C  

Brookhaven Milli Laboratoriyası tərəfindən təmin edilmişdir