Proton çarpışmalarında (mavi çizgiler) üretilen parçacıkların sayısı arttıkça, sözde strange hadronlar ölçülür (grafikte ki turuncu ila kırmızı kareler)

     ALICE işbirliği, proton çarpışmalarının bazen ağır çekirdeklerin çarpışmalarında gözlemlenenlerle benzer kalıplar sunduğunu bildiriyor. Bu davranış, çok sayıda parçacık yaratılan bazı proton çarpışmalarında strange hadronların sözde gözlemlenmesi ile tespit edilmiştir. Strange hadronlar, en azından bir tane strange kuark içeren, Kaon, Lambda, Xi ve Omega gibi isimlerle tanınan parçacıklardır. Gözlemlenen 'strange parçacıkların artışı', Big Bang'den sadece birkaç milyonuncu saniye sonra var olan çok sıcak ve yoğun bir madde hali olan quark-gluon plazmasının tanıdık bir özelliğidir ve genellikle ağır çekirdeklerin çarpışmalarında yaratılır. Ancak, böyle bir fenomenin, birçok partikülün üretildiği nadir bulunan proton çarpışmalarında kesin olarak gözlemlendiği ilk kez görülmektedir. Bu sonuç, muhtemelen bu olaylardaki garip parçacıkların artışını öngörmeyen mevcut teorik modellere itiraz edecektir.

     ALICE işbirliğinin sözcüsü Federico Antinori "Bu keşiften çok heyecanlıyız" dedi. "Maddenin bu ilkel durumu hakkında yine çok şey öğreniyoruz. İki proton arasındaki çarpışma gibi daha küçük ve daha basit bir sistemde kuark-gluon-plazma benzeri fenomeni izole edebilmek, evrenimizin ortaya çıktığı temel halin özelliklerini incelemek için tamamen yeni bir boyut açtı "dedi.

     Kuark-gluon plazması çalışması, bilinen dört temel kuvvetten hangisinin, güçlü etkileşim özelliklerine sebep olduğunu araştırıken, gelişmiş “strange” oluşumu bu maddenin bir tezahürüdür. Kuark-gluon plazması, sıradan madde kuarkların ve gluonların 'serbest' olduğu ve böylece artık hadronlarla sınırlandırılmadığı bir safhaya geçtiğinde, yeterince yüksek sıcaklık ve enerji yoğunluğunda üretilir. Bu koşullar, büyük çekirdekleri yüksek enerjiyle çarpışarak Büyük Hadron Çarpıştırıcısı'nda elde edilebilir. Strange kuarklar, normal maddeyi oluşturan kuarklardan daha ağırdır ve genellikle üretmek daha zordur. Fakat bu durum, Strange kuarkların oluşumu diğer kuarkların oluşumuna denk düşen kuark-gluon plazmasının yüksek enerji yoğunluğunda değişir. Bu fenomen, şimdi proton çarpışmalarında da gözlemlenebilir.

     Özellikle, yeni sonuçlar, bu strange hadronların oluşum hızının, aynı çarpışmada oluşan diğer parçacıklarınkinden daha hızlı olduğunu göstermektedir. Protonun yapısı strange kuarkları içermezken, veriler aynı zamanda, indüklenen hadronda bulunan strange kuarkların sayısının artmasıyla oluşum oranının arttığını da göstermektedir. Çarpışma enerjisine veya oluşturulan parçacıkların kütlesine bağlı olmadığı gözlenmekte, gözlemlenen fenomen, üretilen parçacıkların strange kuark içeriği ile alakalı olduğunu göstermektedir. Strange üretimi, belirli bir çarpışmada üretilen strange parçacık sayısını sayarak ve strange ve diğer parçacıkların oranını hesaplayarak belirlenir.

     Geliştirilmiş strange oluşumu, seksenler başından beri kuark-gluon plazma oluşumunun olası bir sonucu olarak öngörüldü ve doksanlardaki çekirdeklerin çarpışmalarında CERN'in Süper Proton Sinkrotronundaki deneylerle keşfedildi. Kuark gluon plazma oluşumunun bir diğer olası sonucu, son durum parçacıklarının mekansal korelasyonudur. Bu işlemleri daha hassas bir şekilde incelemek, kuark-gluon plazmasının mikroskobik mekanizmalarını ve parçacıkların küçük sistemlerde ortak davranışını daha iyi anlamak için anahtardır.

     ALICE deneyi, ağır çekirdeklerin çarpışmalarını incelemek üzere tasarlandı. Ayrıca, öncelikle ağır çekirdekli çarpışmalar için referans veriler sağlayan proton-proton çarpışmaları üzerinde de durmaktadır. Bildirilen ölçümler LHC çalışma 1'den alınan 7 TeV proton çarpışma verisi ile gerçekleştirilmiştir.

Kaynak:https://home.cern/about/updates/2017/04/new-alice-results-show-novel-phenomena-proton-collisions

Çeviri: Celal DEMİRTAŞ

Yayınlama tarihi: 24.03.2017