Politechnika Warszawska

Wydział Fizyki

Festiwal Nauki - 2002

Jak mierzyć „niemierzalne” ?

czylipomiary najmniejszych obiektóww największych eksperymentach

fizycznych

Rozmiary obiektów materialnych

~10-1 m ~10-10 m ~10-15 m

Kostka ====> Ziemia Atom ===> ziarnko maku

Skala interwałów czasu

Wiek Wszechświata ~1010 lat = 1017s

Czas trwania reakcji jądrowych ~10-23 s - jeszczemilion razy krócej !

Nukleon (hadron)

Materia hadronowa Materia (plazma)Kwarkowo-gluonowa

confinementde-confinement

„Uwięzienie” kwarków w hadronach

Jak uzyskać plazmę kwarkowo-gluonową? (1)

„podgrzewanie”

ściskanie

wzrosttemperatury

wzrostgęstości

materia hadronowa

Jak uzyskać plazmękwarkowo-gluonową? (2)

Zderzenia „ciężkich” jonów

Na początku ====>

Na końcu ====>

Zmiana w czasiegęstości i temperatury ======>

Zgodnie z przewidywaniami modeli teoretycznychpowinno to przebiegać nastepująco:

(Symulacje komputerowe wykonane w oparciu oprzewidywania modelu UrQMD - UltrarelativisticQuantum-Molecular Dynamics)

(przestrzeń)

(czas)

(stan przedrównowagowy)

(plazma kwarkowo-gluonowa

(faza mieszana)

(gaz hadronowy)

(wymrażanie - emisja)

Plazma kwarkowo-gluonowa

Gęstość (Kg/m3)

Tem

pera

tura

(K

)

1x1012

2x1012

3x1012

4x1012

3x1012

00 1 x 1018 2 x 1018

Dwa scenariusze

Rezultat zderzenia jąder przy energii 200 GeV na nukleon, CERN, NA35

Jak określić równocześnie rozmiary przestrzenne i czas trwania obiektu, z którego wyemitowane zostały tysiące cząstek w zderzeniach ciężkich jonów?

?

( S. Brandt, Analiza danych )

Jak to niegdyś mierzono......pomiar długości stopy

... .ale interesujące nas obiektymają rozmiary przestrzenne rzedu 10-15 metrai czas trwania rzedu 10-23 sekundyoraz poruszają się z prędkościamibliskimi predkości światła ...

Czy to można mierzyć?

Zasada nieoznaczoności - co to takiego?

HBT+FSI

Rozmiaryi czas emisji

Funkcja korelacyjna

Pomiary rozmiarów i interwałów czasumiliony razy mniejszych niż możliwościnajlepszej elektroniki

Wektorróżnicypędu

METODA:Analiza korelacji cząstek emitowanych z małymi prędkościami względnymi

Statystyka kwantowa i oddziaływanie w stanie końcowym -przenosi informację

-K, -p, and K-p correlationsas a probe of transverse flow

Fabrice Retière,

Lawrence Berkeley Lab

Adam Kisiel, Piotr Szarwas

Warsaw University of Technology

For the STAR collaboration

Quark Matter’2002, Nantes (France)

Non-identical particle correlations probing emission-time ordering

• Catching up: cos0• long interaction time• strong correlation

• Ratio of both scenarios allow quantitative study of the emission asymmetry

• Moving away: cos0• short interaction time• weak correlation

purple K emitted firstgreen is faster

purple K emitted firstgreen is slower

F.Retiere, A. Kisiel, P. SzarwasQuark Matter’2002, Nantes (France)

To the data -K @ 130 GeV• Coulomb attraction /

repulsion• Out ratio 1

and K source are shifted

• Side ratio ~1– Must be due to azimuthal

symmetry

• Long ratio ~ 1– Must be due to symmetry

over mid-rapidity

Correlation function

Out ratio

Side ratio

Long ratio

Transverse flow shifts average emission points

Pionpt = 0.15 GeV/ct = 0.73

Kaonpt = 0.5 GeV/ct = 0.71

Protonpt = 1. GeV/ct = 0.73

Dlaczego to jest takie ważne?

BIG BANG(WIELKI WYBUCH)

Przeżyjmy to jeszcze raz !

Jan PlutaWydział Fizyki

Politechniki WarszawskiejZakład Fizyki Jądrowej

Pracownia Reakcji Ciężkich Jonów

Festiwal Nauki - 2001

Co to za eksperymenty?

S T A R i A L I C E

- wielkie eksperymenty fizyki na przełomie wieków

2000 r. 2005 r.

Festiwal Nauki - 2000

Au+Au @ ~130 GeV/nucleon CM energy

STARSTAR

at RHIC

CERN

UKPORTUGAL

JINR

GERMANY

SWEDEN

CZECH REP.HUNGARYNORWAY

SLOVAKIAPOLANDNETHERLANDS

GREECE

DENMARKFINLAND

SWITZERLAND

RUSSIA CERN

FRANCE

MEXICOCROATIA ROMANIA

CHINA

USAARMENIA

UKRAINE

INDIA

ITALYS. KOREA

937 members77 Institutions28 Countries

The ALICE Collaboration

Przylatujących na lotnisko w Genewie wita foto-tablica...

CERNNajwiększe w świecie laboratorium fizykigdzie narodził się World Wide Web... ... 5 minut stąd!

•nie biznes,•nie wojsko,•nie przemysł,•nie polityka...

...FIZYKA !