Dátum

A HUN-REN Wigner Fizikai Kutatóközpont kutatói is részt vettek abban a CERN ALICE kísérletben, amelyben először ütköztettek oxigén és neon atommagokat. Ezekkel a mérésekkel a HUN-REN Wigner kutatóinak elméleti hipotézisét tesztelik.  
A program során két napig protonokat és oxigénatom-magokat ütköztettek, majd további két napot az oxigénatom-magok ütközéseinek szenteltek. Végül egy napon keresztül a neon atommagok ütköztetése zajlott. Ezek az ütközések segíthetik a kvark-gluon plazma (QGP) kis rendszerekben való tanulmányozását, és az atommagok magszerkezetének megértését.

Mai ismereteink szerint az atommagok protonokból és neutronokból épülnek fel, azok pedig kvarkokból és gluonokból állnak. A CERN Nagy Hadronütköztetőjében végzett kísérletekben atommagokat ütköztetve, a világegyetem ősrobbanás utáni pillanatai is vizsgálhatóak. Az Univerzum ősanyagának, az úgynevezett kvark-gluon plazmának a tulajdonságait vizsgálja az ALICE kísérlet. 

 

CERN vezérlőterem

Ábra: Az ALICE kísérleti együttműködés vezérlőterme. (Jobbról a nyolcadik dr. Gyulai László HUN-REN Wigner FK).
Forrás: facebook.com/ALICE.experiment

A kutatók az LHC ütköztetőben végzett kísérletek során a proton–proton ütközésekben megfigyelhetők az úgynevezett hosszú távú korrelációk, amelyek a kvarkok és gluonok közötti erős kölcsönhatásból erednek. Ezek a korrelációk a nehézion-ütközésekben a kvark–gluon plazma (QGP) folyadékszerű viselkedésével magyarázhatók. Ennek egyik jele, hogy a ritka kvarkokat tartalmazó barionok a vártnál nagyobb arányban keletkeznek.
Mindez arra utal, hogy talán már a nagyon kis méretű proton–proton rendszerekben is kialakulhat egy sűrű, erősen kölcsönható anyag. Ugyanakkor érdekes megfigyelés, hogy a QGP másik jellegzetessége, a részecskezáporok elnyomása ezekben a kis rendszerekben nem mutatható ki.
A tudományterület egyik kulcskérdése éppen az, hogy létrejöhet-e valóban kvark–gluon plazma proton–proton ütközésekben. E kérdés tisztázására az oxigén- és neon-atommagok ütköztetésével végzett vizsgálatok kiemelt szerepet játszanak, hiszen ezek a rendszerek méretben a proton–proton ütközéseknél nagyobbak, de az arany–arany ütközéseknél jóval kisebbek, így alkalmasak a részecskezáporok elnyomásának célzott vizsgálatára.

O-Ne atommag ütközések

Ábra: Oxigén és neon atommagsűrűségek 3 dimenziós vetületei 

A HUN-REN Wigner Fizikai Kutatóközpont kutatói oxigén–oxigén ütközéseket vizsgáltak, hogy jobban megértsék a kvark–gluon plazma viselkedését. Ehhez két különböző elméleti modellt hasonlítottak össze, amelyek a részecskék folyadékszerű áramlását írják le. Különösen két jelenségre koncentráltak: az úgynevezett elliptikus folyásra, valamint egy harmadrendű, bonyolultabb szögeloszlásra.

A HUN-REN Wigner Fizikai Kutatóközpont kutatói már több elméleti modell elemzésével vizsgálták a folyadékszerű anizotróp folyást oxigén-oxigén ütközésekben [Phys. Lett. B 860 (2025) 139145]. A kutatók két elméleti modellben vizsgálták a kvark-gluon plazma megjelenésének jeleit az ún. elliptikus folyást (v2) és a kezdeti állapotra jellemző  harmadik rendű anizotróp szögeloszlást (v3). A HUN-REN kutatói arra a meglepő eredményre jutottak, hogy a két különböző magszerkezeti modell közötti eltérések olyan jelentősek, hogy hatásuk az LHC oxigén-oxigén ütközéseiben várhatóan mérhető lesz. A további részletek a korábbi hírünkben olvashatóak.