După cum se știe, tranzițiile de fază la o stare nouă pot să apară într-o substanță puternic încălzită sau comprimată. Un exemplu bine cunoscut este transformarea gheții în apă și apă în abur. Dacă materia nucleară este comprimată sau încălzită, în ea poate apărea o tranziție de la faza hadronică la starea de plasmă quark-gluon. În această stare, quarcii și gluonii sunt în afara nucleon cu o rază de aproximativ 1 fm, formând un singur sac quark dimensiuni macroscopice, în măsura în care acestea se pot deplasa aproape liber (figura 1). KGP poate fi creat numai în condiții extreme. Astfel de condiții au existat o microsecundă după Big Bang (temperatură ridicată T> 10 12 K) și se așteaptă să existe în nucleele stelelor neutronice (densitate mare, de zece ori densitatea materiei nucleare).
Fig.1. Etapele fazei de apă și materii nucleare.
În laborator, CGP poate fi obținut numai în coliziuni nucleu-nucleu relativist. Estimările teoretice arată că ciocnirea nucleelor grele cu energii de peste 100 GeV per nucleon se realizează o densitate nebarionică de 2-3 ori densitatea materiei nucleare stabile. De asemenea, format în regiunea de suprapunere a nucleelor care interactioneaza puternic sistem de coliziune hadroni numit bolid, există o destul de lungă și poate ajunge la echilibru termodinamic, la o temperatură de aproximativ 200 MeV și mai mare decât temperatura de tranziție de fază la o stare de CHP. Această minge de foc fierbinte și densă este formată din nucleonii nucleului țintă și nucleului proiectil, care au experimentat cel puțin o interacțiune (figura 2). Astfel de nucleoni se numesc nucleon-participanți. Dimensiunea minge de foc este, evident proporțională cu numărul total de participanți, care depinde de mărimea nucleelor și se ciocnesc parametrul de impact și este o măsură a ciocnirilor centrale nucleu-nucleu. În funcție de parametrul de impact, se disting interacțiunile periferice și centrale ale nucleelor. În coliziuni centrale cu un parametru de impact aproape de zero, se formează o minge de foc cu densitate maximă de energie. Studiul proprietăților unui astfel de minge de foc este una dintre principalele sarcini ale fizicii moderne de înaltă energie.
Figura 2. Coliziunea a două miezuri cu parametru de impact b.
Primele semnale au fost obținute pe CHP protic supersynch- SPS la CERN experimente 49 NA NA NA 50 și 57. Semnalele teoretice mai convingătoare includ ieșire supresia J / Ψ mezoni și creșterea randamentului de particule străine, care a fost detectat in ciocniri cu nuclee grele energie de 40-160 GeV pe nucleon [2].
Figura 3. Coliziunea a două nuclee de plumb la 158 GeV pe nucleon, simulate în generatorul de evenimente (stânga) și înregistrate în experimentul nr. 49 (c dreapta).
În ciuda faptului că recentele experimente STAR și PHENIX la Collider de relativista Heavy Ion RHI C [3-4] la energii de 60-200 A GeV și a avut loc în prezent ALICE experiment [5] la Large Hadron Collider LHC-ul la energii 1000-6000 A GeV a confirmat formarea QGP in ciocnirile nucleelor de aur și plumb, descrierea teoretică a acestei noi stare a materiei nucleare este departe de a fi completă. Necesită date experimentale suplimentare privind ciocnirile nucleu-nucleu la energii de 2-10 GeV, în cazul în care se află limita tranziției de fază a materiei nucleare la o plasmă quarc-gluon. Acest fapt a stimulat experimentele au continuat SPS c pentru a găsi punctul critic în diagrama de fază a unui astfel de tranziție (Figura 4) și măsurarea funcției materiei excitație nucleară (Fig.5). Această sarcină va fi rezolvată de colaborarea NA 61 [6]. In plus, noi experimente au început propodgotovka FAIR complex accelerator [7] și în Darmstadt bazate pe nuclotron Institutul Comun pentru Cercetare Nucleară (JINR). NICA proiectului - MPD (Nuclotron - pe Ion Collider Multi cu o facilitate - Purpose Detector) la JINR planuri de a crea un detector multi-scop [8], destinat pentru studiul detaliat al diagramei de fază a materiei nucleare.
Figura 4. Diagrame de fază a apei și a materiei nucleare.
Figura 5. Curbele de încălzire a apei și a materiei nucleare.
Facilități experimentale pentru studiul CGP.
În coliziunea centrală a ionilor relativiști, se produce un număr mare de particule secundare, ajungând la câteva mii la o energie de 10 GeV per nucleon (Figura 3). În acest sens, setările experimentale care înregistrează astfel de evenimente ar trebui să conțină sisteme de pistă care au o acceptare mare și o rezoluție și o viteză ridicată.
Fig.6. Complexul detector al experimentului ALICE (stânga) și structura dispozitivului de urmărire intern (dreapta).
Figura 7. Complexul detector al experimentului NICA-MPD (stânga) și structura dispozitivului de urmărire intern (dreapta).
detectoare de cale principale Amenajarea ALICE (Fig.6) și NICA - MPD (Fig.7) sunt camera de timp de proiecție (TPC) și tracker interior (IT), pe baza de detectoare microstrip de siliciu și pixelul având cea mai bună rezoluție spațială la rate ridicate COUNT de evenimente . Colaborare NA 61, de asemenea, planuri de a crea un instrument de urmărire nod de siliciu, care va permite o eficiență ridicată pentru a înregistra produsele de scurtă durată ale interacțiunilor nucleu-nucleu. Grup de lucru sub conducerea lui VP Kondratiev. participă la dezvoltarea, modelarea și modificarea sistemelor de vârfuri ale instalațiilor ALICE. NICA - MPD și NA 61. Evaluarea exactă a eficienței detectoarelor de cale de înregistrare a jucat un rol-cheie în reconstrucția evenimentelor, câștigă o importanță deosebită în etapa de planificare experimente viitoare (Figura 8).
spectru Ris.8.Massovy-particule (X = mΛ 1,116 GeV) Vau + Au Coliziuni la 7 GeV, pentru sistemul de urmărire ustanovkiNICA -MPD pe produsele lor încărcate raspadaΛ0 → p + π- (stânga) și detectarea eficienței particulelor încărcate tracker intern în funcție de pulsul lor (dreapta).