A kvark-gluon plazma keresésének története I.

Korábbi kísérletek a CERN-ben magyar részvétellel

Korábban a CERN szuper-proton-szinkrotronjánál (SPS) előbb az NA35, majd az NA49 jelű kísérlet keretében próbáltak meg kvark-gluon plazmát létrehozni, előbb kén-, majd ólom-atommagok ólom céltárggyal való ütköztetésével. A magyar kutatók egyénileg már az 1980-as évek elejétől részt vettek az NA35, majd az NA49 kísérlet létrehozásában. Magyarország 1992-ben lépett be a CERN-be hivatalosan, ezután már kutatócsoportként is közreműködhettünk a kísérletben. Előbb a KFKI Részecske- és Magfizikai Kutatóintézet (RMKI) munkatársai csatlakoztak az akkor már javában épülő NA49 kísérlethez. Később a debreceni Atommagkutató Intézet munkatársai is bekapcsolódtak a munkába.

A magyar kutatók építették meg a detektorrendszer egy fontos elemét, a “Budapest fal” névre keresztelt spektrométert. Az NA49 kísérletben ólom-ólom ütközéseket tanulmányoztak az SPS-ben előállított különböző gyorsítóenergiákon, és az eredményeket kisebb magok ütköztetésével is ellenőrizték (szén-szén, szilícium-szilícium, és iridium-iridium ütközéseket is vizsgáltak). Az SPS-nél működött hét kísérlet eredményeit összegezve 2000 februárjában bejelentették, hogy a több évig folytatott kísérletek eredményeként bizonyító erejű jelzését („compelling evidence”) találták a kvarkok kiszabadulásának. A fogalmazás óvatos volt, nem állították, hogy kvark-gluon plazmát hoztak volna létre, mert a kísérletekben a plazma állapot több fontos tulajdonságának meghatározására nem volt lehetőség. Ezután a kísérleteket leállították, részben az LHC építésének költségei miatt, részben a gyorsító átépítése miatt.

Közben azonban izgalmas elgondolás merült fel a kvark-gluon plazmával kapcsolatban, amelynek elméleti alapjait Fodor Zoltán és Katz Sándor dolgozta ki az Eötvös Loránd Tudományegyetemen. Eszerint éppen abban az energiatartományban, ahol az NA49 kísérlet működött, fellép egy érdekes fizikai jelenség a kvark-gluon plazma fázisátmeneteivel kapcsolatban, méghozzá jelentős mértékben megváltozik a fáziátalakulás jellege. Ezért 2007-ben a CERN elfogadott egy közös magyar-lengyel javaslatot a kísérletek folytatására. Az NA61-re átkeresztelt új kísérletben az elméleti háttér mellett a mérés lebonyolítását, valamint az adatfeldolgozó rendszer modernizálását is magyar szakemberek biztosítják. Ez ugyanaz az adatgyűjtő rendszer, ami az ALICE-t is kiszolgálja az LHC-ben, és ily módon sikerült megtízszerezni az adatfelvételi sebességet. A felújított NA49 detektorokkal és a modernizált SPS nyalábbal 2009-ben újraindultak a fix targetes ólom-ólom kísérletek.

A bejegyzés az OTKA támogatásával készült.

Advertisements

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

%d bloggers like this: