thumb|right|upright=1.25|Kvark-gluonska plazma deo visoke gustine i visoke temperature na ovom pretpostavljenom faznom dijagramu za materiju jake interakcije.Philip John Siemens, Aksel S. Jensen. Elements of Nuclei: Many-Body Physics with the Strong Interaction. Avalon Publishing 1994.
Kvark-gluonska plazma () ili kvarkna supa je stanje materije u kvantnoj hromodinamici () koje postoji pri ekstremno visokoj teperaturi i/ili gustini. Smatra se da se ovo stanje sastoji od asimptotski slobodnih snažno interagujućih kvarkova i gluona, koji su obično ograničeni zatvaranjem boje unutar atomskih jezgara ili drugih hadrona. To je analogno konvencionalnoj plazmi u kojoj se jezgra i elektroni, zatvoreni unutar atoma elektrostatičkim silama u uslovima okruženja, mogu slobodno kretati. Veštačka kvarkna materija, koja je proizvedena u Relativističkom sudaraču teških jona Nacionalne laboratorije u Brukhejvenu i Velikom hadronskom sudaraču CERN-a, može se proizvesti u samo sićušnim količinama, nestabilna je i nemoguće ju je zadržati. Ona se radioaktivno raspada u deliću sekunde u stabilne čestice putem hadronizacije. Proizvedeni hadroni ili njihovi proizvodi raspadanja i gama zraci mogu se tada detektovati. U faznom dijagramu kvarkna materija, QGP se postavlja u režim visoke temperature i velike gustine, dok je obična materija hladna i razređena mešavina jezgara i vakuuma, a hipotetične kvarkne zvezde bi se sastojale od relativno hladne, ali guste kvarkne materije. Smatra se da je svemir tokom nekoliko milisekundi nakon Velikog praska, bio u stanju kvark-gluonske plazme, što je poznato kao kvarkna epoha.
Snaga sile boje znači da se za razliku plazme koja nalikuje gasu, kvark-gluonska plazma ponaša kao gotovo idealna Fermijeva tečnost, mada su istraživanja karakteristika protoka u toku. Istraživački timovi u RHIC-u i pri LHC-ovom Kompaktnom mionskom solenoidnom detektoru tvrdili su da to tečnost ili da postoji čak skoro savršen protok tečnosti sa gotovo nikakvim otporom trenja ili viskoznosti. QGP se razlikuje od „slobodnih” sudara po nekoliko svojstava; na primer, njen sadržaj čestica ukazuje na privremenu hemijsku ravnotežu koja stvara višak stranih kvarkova srednje energije nasuprot neravnomernoj distribuciji koja meša lagane i teške kvarkove („stvaranje stranosti”), i ne dozvoljava prolazak mlazova čestica („gašenje mlazom”).
Eksperimenti na CERN-ovom Super protonskom sinhrotronu (SPS) prvi su pokušali da stvore QGP tokom 1980-ih i 1990-ih. Rezultati su podstakli CERN da objavi indirektne dokaze o „novom stanju materije” 2010. godine. Naučnici pri Relativističkom sudaraču teških jona (-{RHIC}-) Brukhejvenske nationalne laboratorije saopštili su 2000. godine da su oni stvorili kvark-gluonsku plazmu sudarajući jone zlata gotovo brzinom svetlosti, dostižući temperaturu od 4 biliona stepeni Celzijusa. Eksperimenti iz 2017. godine pri -{RHIC}- na Long Ajlendu (Njujork, SAD) i pri CERN-ovom Velikom hadronskom sudaraču u blizini Ženeve (Švajcarska) nastavljaju ovaj napor, sudaranjem relativistički ubrzanog zlata i drugih vrsta jona (pri RHIC) ili olova (pri LHC) međusobno ili sa protonima. Tri eksperimenta na CERN-ovom Velikom hadronskom sudaraču (LHC), na spektrometrima -{ALICE}-, -{ATLAS}- i -{CMS}-, nastavili su proučavanjei svojstva QGP. CERN je privremeno prestao sa sudaranjem protona i počeli su rad na sudaranju olovnih jona za -{ALICE}- eksperiment 2011. godine, da bi stvorili QGP. Nova rekordno velika temperatura je ostvarena u -{ALICE}-: Velikom eksperimentu jonskog sudarača pri CERN-u, avgusta 2012. godine. Njihova publikacija u časopisu -{Nature}-, navodi temperaturni opseg od 5,5 biliona (5,51012) kelvina.
Opšti uvod
Kvark–gluonska plazma je stanje materije u kome su elementarne čestice koje sačinjavaju hadrone barionske materije oslobođene od njihove jake međusobne privlačnosti pod ekstremno visokim energetskim gustinama. Ove čestice su kvarkovi i gluoni koji sačinjavaju barionsku materiju. U normalnoj materiji kvarkovi su ograničeni; u QGP kvarkovi nemaju ta ograničenja. U klasičnoj QCD kvarkovi su fermionske komponente hadrona (mezoni i barioni), dok se gluoni smatraju bozonskim komponentama takvih čestica. Gluoni su nosači sile, ili bozoni, QCD sile boje, dok su sami kvarkovi njihovi fermionski pandani.
Iako su eksperimentalne visoke temperature i gustine predviđene kao neophodne za stvaranje kvark-gluonske plazme realizovane u laboratoriji, dobijena materija se ne ponaša kao kvazi idealno stanje slobodnih kvarkova i gluona, već, kao skoro savršena gusta tečnost. Zapravo, činjenica da kvark-gluonska plazma još uvek neće biti „slobodna” na temperaturama ostvarenim u sadašnjim akceleratorima predviđena je 1984. godine kao posledica preostalih efekata zatočenja.
Reference
Literatura
Spoljašnje veze
The Relativistic Heavy Ion Collider at Brookhaven National Laboratory The Alice Experiment at CERN The Indian Lattice Gauge Theory Initiative Quark matter reviews. , Quark-Gluon Plasma reviews. Lattice reviews. , BBC article mentioning Brookhaven results (2005) Physics News Update article on the quark-gluon liquid, with links to preprints Read for free : by Jean Letessier and Johann Rafelski Cambridge University Press , Cambridge, UK;
Категорија:Физика плазме Категорија:Агрегатна стања