Mérföldkő az Ősanyag kutatásában -

1. Mérföldkő az Ősanyag kutatásában- mikroszkóp alatt a világegyetem története Csörgő Tamás (MTA KFKI RMKI, Budapest) • Tallózás a sajtóból, áttekintés • Köszönetnyilvánítás • Fókusz: RHIC legújabb eredményei • A magyar részvétel • PHENIX - Magyarország megalakulása • Debrecen, KFKI RMKI, ELTE • Elméleti eredmények • Kitekintés Csörgő Tamás

2. Tallózás: RHIC fizika a sajtóban • Big Bang machine gets down to work (MSNBC News, 2000. jún. 14) http://www.msnbc.com/news/314049.asp?cp1=1 • 'Little' Big Bang stumps scientist (CNN, 2002 nov. 20) http://www.cnn.com/2002/TECH/space/11/13/little.bang/ • In a Lab on Long Island, a Visit to the Big Bang - New York Times, 2003 jan. 14 A legújabb d+Au eredmények a hírekben • Scientists Report Hottest, Densest Matter Ever Observed New York Times, 2003 jún. 19http://www.nytimes.com/2003/06/19/science/19PLAS.html • RHIC unveils new results (PhysicsWeb, 2003 jún. 19) http://physicsweb.org/article/news/7/6/14 • The Matter of the Big Bang (Times of India, 2000. jún. 25)http://timesofindia.indiatimes.com/cms.dll/html/uncomp/articleshow?msid=31830 Csörgő Tamás

3. Köszönet A legújabb hírek által jelzett siker már a magyaroké is. A lehetőségért köszönet szeretnénk mondani: • az amerikai és a magyar adófizetőknek • a kutatásokat támogató alapoknak: • Fulbright Magyar - Amerikai Oktatási Csereprogram Bizottság • Országos Tudományos Kutatási Alap (OTKA) • National Science Fund (NSF, USA) • Magyar Tudományos Akadémia (MTA) • Department of Energy (USA) • valamint a RHIC megépítésében és a mérőberendezések létrehozásában lényeges szerepet játszó valamennyi nemzeti és nemzetközi tudományos kutatási alapnak, http://www.bnl.gov/rhic/funding.htm Csörgő Tamás

4. Nagy Bumm, az Ősrobbanás és a Kis Bumm, a nehézion-ütközés • Korai Világegyetem: forró és táguló rendszer • Nagyenergiás nehézion-ütközések: forró és táguló rendszerek • Protonok,neutronok megolvad(hat)nak • Kvarkanyag, Kvark Gluon Plazma Hasonlat: jég - víz - gőz Csörgő Tamás

5. Nagy Bumm és Kis Bumm (2) • A kvarkok és a gluonok a bezáró szin-terek “börtönéből” kiszabadulhatnak • Kisérletek folynak a CERN SPS, a Brookhaveni Nemzeti Laboratórium Relativisztikus Nehézion Ütköztető (BNL RHIC, USA) gyorsitóknál 2000-től, 2007-tól pedig a CERNi LHC gyorsitónál (Genf, Európa) Csörgő Tamás

6. Gyorsitók és kisérletek: CERN • Pb+Pb @ Elab = 158 AGeV @ CERN SPS • h+p, p+p, p+A, A+B ütközések • 7 kisérleti együttműködés: NA44, NA45, NA49, NA50, NA52, NA57, WA98 • KFKI-ELTEs részvétel az NA49 kisérletben: Vesztergombi Gy, Barna D, Csató P, Fodor Z, Gál J, Hegyi S, Jancsó G, Lévai P, Molnár J, Palla G, Siklér F, Szentpétery I, Szilkai J, Veres G, Varga D, Zimányi J. Hasonlat: viking kor Csörgő Tamás

7. Gyorsitók és kisérletek (2): Brookhaven, RHIC • Au+Au @ Ecms = 100+100 AGeV @ run2 • pol. p +pol. p, p+A ütközések • 4 kisérleti együttműködés: BRAHMS, PHENIX, PHOBOS, STAR • Magyar részvétel a PHENIX kisérletben: • KFKI: Csörgő T, Hidas P, Ster A, Zimányi J • ELTE: Kiss Á, Deák F, Csanád M • Debrecen: Dávid Gábor, Tarján P, Veszprémi V. Hasonlat: Columbus kora Csörgő Tamás

8. A 4 RHIC kisérlet Hasonlat: PHENIX ~ Santa Maria STAR ~ Pinta PHOBOS ~ Nina BRAHMS ~ távcső ;) PHENIX: 12 ország, 57 intézet, 460 fő STAR: 10 ország, 39 intézet, kb 310 fő PHOBOS: 3 ország, 8 intézet, 107 fő BRAHMS: 6 ország, 12 intézet, 52 fő Csörgő Tamás

9. elnyelés közegben Mitől csökken a részecskesugarak energiája? Kezdeti feltétel? Új anyag? gluonok összenyomódása Hogy tegyünk különbséget? Kapcsoljuk ki a közeget (Cole) d+Au ütközések Csörgő Tamás

10. 12 ország lobogója között a magyar Csörgő Tamás

11. A “kifutó” részecskesugár nem nyelődik el A “befutó” sugár elnyelődik “PHENIX Előzetes” eredmény, valamint STAR publikáció elbirálás alatt Az elnyelődő “befutó” részecskesugár d+Au Au+Au 60-90% Min Bias 0-10% kifutó átfutó kifutó befutó PHENIX Preliminary PHENIX Preliminary • A “horzsoló” Au+Au a d+Au -hoz hasonló • A “telitalálat” Au+Au-ban új tulajdonság jelenik meg • elnyelődik a “befutó” részecskesugár Csörgő Tamás

12. A frontális Au+Au ütközésekben nyelődik el a legjobban a részecskesugár (PHENIX, PHOBOS) Au + Au d + Au ellenpróba • Drámai különbség és ellentétes függés az ütközés frontálisságától • A részecskesugarak elnyelődése egyértelműen a frontális Au +Au ütközésekben a legerősebb, a keletkező új anyag ragacsossága miatt lép fel. Final Data Preliminary Data Csörgő Tamás

13. A STAR kisérlet a RHICnél Brazil: Universidade de Sao Paulo China: IHEP – Beijing IMP - Lanzou IPP – Wuhan USTC SINR – Shanghai Tsinghua University Great Britain: University of Birmingham France: IReS Strasbourg SUBATECH - Nantes Germany: MPI – Munich University of Frankfurt India: IOP - Bhubaneswar VECC - Calcutta Panjab University University of Rajasthan Jammu University IIT - Bombay VECC – Kolcata Poland: Warsaw University of Tech. Russia: MEPHI - Moscow LPP/LHE JINR - Dubna IHEP - Protvino U.S. Laboratories: Argonne Berkeley Brookhaven U.S. Universities: UC Berkeley UC Davis UC Los Angeles Carnegie Mellon Creighton University Indiana University Kent State University Michigan State University City College of New York Ohio State University Penn. State University Purdue University Rice University Texas A&M UT Austin U. of Washington Wayne State University Yale University Csörgő Tamás

14. pedestal and flow subtracted STAR: Szögeloszlások és kifutó-befutó sugárpárok “Kifutó” irány: p+p, d+Au, Au+Au hasonlóan viselkedik “Befutó” irány: Au+Au ütközésben elnyelődés, p+p és d+Au - nincs ez A befutó részecskesugarak elnyelődése a frontális Au+Au ütközésekben létrejövő új anyagon Csörgő Tamás

15. 95° h=0 30° 2.3° h=2 30° 15° A BRAHMS Kísérlet (a “távcső”) Csörgő Tamás

16. BRAHMS preliminary Au+Au, h=0 BRAHMS preliminary Au+Au, h2 BRAHMS preliminary d+Au, h=0 BRAHMS: A “távcső” által kirajzolt partvonal h=0 h=2 A részecske-sugarakat elnyelő közeg az Au + Au ütközésekben létrejön, „jó hosszan” elnyúlik, de nincs jelen a d+Au ütközésekben. Csörgő Tamás

17. p+A: Láttak-e ilyen ragacsos anyagot kisebb energián? Frontális Pb+Pb (SPS): Hasonlat: Volt-e a vikingeknek Amerika térképe? Eredeti-e a „Vinland térkép” ?? A nagy pT -s növekmény (“Cronin effektus”) csökkenés helyett, magyarázata ismert (kezdeti állapot, többszörös szórás) és transzverz folyás ( SPS) … A frontális Pb + Pb ütközésekben nem keletkezik ragacsos új anyag a RHIC-nél 10-szer kisebb CERN SPS energiákon. Csörgő Tamás

18. Összefoglalás • A RHIC Au+Au kisérlet, és a d+Au ellenpróba, 4 független mérés eredménye: • Új anyag jött létre a RHIC Au +Au kisérletekben • Ez az anyag igen ragacsos, elnyeli a részecskesugarak energiáját. • Korábbi kísérletekben ilyen anyag nem jött létre • A RHIC kisérletekben a Világegyetemünk keletkezése utáni néhány milliomod másodpercben (szempillantásban) létrejövő állapotot hozunk létre • Még fel kell térképeznünk a most megpillantott ősi - új anyagot, pl nyomását, hőmérsékletét, méreteit, hogy felolvadnak-e benne a kvark-antikvark párok (J/psi) • Még nem tudjuk: azonos-e ez az anyag a számolások szerint várható kvark-gluon plazmával, vagy attól különbözik • A Természet okozott már meglepetést a kutatóknak: “Tenger felől megtaláljuk Indiát, de az sem baj, hogyha felfedezzük Amerikát” (Neoton, Santa Maria) • De az új anyagot megtaláltuk. Hasonlat: Az Új Világ megpillantása Csörgő Tamás

19. Magyar kisérleti eredmények: Megalakult a PHENIX-Magyarország, 10 magyar a PHENIX cikken Debrecen: Dávid Gábor (BNL) vezetésével, 1996-tól folyó munka ért be. A téma a részecskesugarak elnyomásának kisérleti vizsgálata. Hasonlat: Magyar diák (Tarján Péter) a PHENIX „árbóckosarában” rengeteg munka után megpillantja az új világot KFKI RMKI: 1998 óta folyó munka érett be Columbia University - KFKI RMKI együttműködés, (Gyulassy Miklós, Brian Cole, W. A. Zajc) specialitások: frontálisság meghatározás (ZDC), térképrajzolás (HBT), végállapot rekonstrukció szabad a pálya a magyar diákoknak Csörgő Tamás

20. Elméleti eredmények: Néhány fontos magyar elméleti eredmény: részecskesugarak elnyomása a RHICnél (Lévai,Papp,…) a részecske arányok kvark kombinatorikával magyarázhatóak (Zimányi, Biró, Lévai). Jóslat bájos barionok arányaira. ALCOR,sikeres kvark-kombinatorika jóslat a részecskeszámokra Hubble folyás (Ster, CsT) a részecskepár mikroszkópia mint feltérképező eszköz a homogenitás és izotrópia a gluonszél miatti inflációval, egy exponenciális tágulási szakasszal értelmezhető (Cs.T, Zimányi) a Kvarkanyag 2005 konferencia Budapesten (Lévai, CsT, Zimányi) Csörgő Tamás

21. A feltérképezés menetrendje • További vizsgálatok és mérések kellenek, Au + Au, 2003 - 2004. • Paradigma: Ritka folyamatok tesztelik a közeget • Nehéz kvark kötött állapotok • A J/Y & Y’ , a bájos kvark- antikvark párok kötött állapotainak a felolvadása a kvark-gluon plazma kialakulásának egyik perdöntő jele. • Elektromágneses próbák (nincs erős kölcsönhatás) • Közvetlenül hoznak hirt az új anyagról • Direkt fotonok, e+e-, m+m- • PHENIX megméri ezeket a következő Au+Au mérésekben • Viszontlátásra a Quark Matter 2005 konferencián Budapesten. Csörgő Tamás