Az ősrobbanás nyomában

1. Az ősrobbanás nyomában A nehézionfizika módszerei és eredményei, a RHIC Csanád Máté (ELTE, PhD) • Miért nehézionok? • A kutatás módszerei • Kutatási helyszínek • Eredmények • Részvétel, bekapcsolódás

2. Nagy Bumm • Korai univerzum: forró, táguló rendszer • Kvarkanyag, kvark-gluon plazma • Protonok, neutronok kifagyása

3. Kis Bumm • Protonolvasztás • Kvarkok bezárása ill. kiszabadítása • Hasonlat: jégből víz majd gőz • Nagy energiájú ütközéssel mindez elérhető (?) • Nehézionok ütközése: forró, táguló rendszer • Elég forró? Régi-új anyag?

4. Állapotegyenlet: • Rács- és perturbatív QCD • Nulla barion-sűrűség • Fázisátmenet • Fázisgörbe: • Rács-QCD • Véges barion-sűrűség • Nem mindig éles a • fázisátmenet • Hadronizáció • Perturbatív QCD Perturbatív QCD (Lévai P.) Rács QCD (Fodor Z., Katz S.) Kvark koaleszcencia (Zimányi J., Bíró T.) Elméleti számítások Kvantumszíndinamika (QCD): kvarkok, gluonok, erős kh.

5. Kutatási helyszínek: CERN • SPS: Pb+Pb @ Ecms= 12.6 GeV/nukleon • h+p, p+p, p+Pb, Pb+Pb ütközések • 7 kisérleti együttműködés: NA44, NA45, NA49, NA50, NA52, NA57, WA98 • KFKI-ELTE részvétel az NA49 kisérletben • A jövő: LHC, de ott nem nehézion-fizika lesz elsősorban • Tervezett kísérletek magyar résztvevőkkel: ALICE, CMS

6. Kutatási helyszínek: BNL • RHIC: Au+Au @ Ecms = 200 GeV/nukleon • Au+Au, p+p,d+Auütközések • 4 kisérleti együttműködés: BRAHMS, PHENIX, PHOBOS, STAR • Magyar részvétel a PHENIX kisérletben: • KFKI: Csörgő T., Ster A., Zimányi J. • ELTE: Kiss Á., Csanád M. • DE: Dávid G., Tarján P., Imrek J., Vértesi R., Veszprémi V.

7. A brookhaveni komplexum

8. A 4 RHIC kisérlet PHENIX: 12 ország, 57 intézet, 460 fő STAR: 10 ország, 39 intézet, 310 fő PHOBOS: 3 ország, 8 intézet, 107 fő BRAHMS: 6 ország, 12 intézet, 52 fő

9. PHOBOS • Sok ütközés vizsgálata • Ritka, szokatlan ütközések keresése: új fizika azonosítása • Fázisátmenet: fluktuációk növekedése

10. STAR • Solenoidal Tracker at RHIC • 1200 tonna • Sok részecske nyomon követése • Kvark-gluon plazma szignatúráját keresi • Hadronok közötti kölcsönhatás vizsgálata

11. BRAHMS • Broad Range Hadron Magnetic Spectrometer • Töltött hadronok vizsgálata • Keskeny szögtartomány • Precíz energiamérés

12. PHENIX • Pioneering High Energy Ion Experiment • 4000 tonna • Fotonok, elektronok, müonok, hadronok vizsgálata • Röntgen-vizsgálathoz hasonló

13. A PHENIX csoport

14. A kutatás menete • A kísérleti berendezés fizikai összeállítása • Az adatfelvételt irányító programok megírása • A berendezés működtetése – adatfelvétel • Adatanalízis • Elméleti kutatás

15. Részletek • Fizikai összeállítás, karbantartás • gyakorlati tudás (elektronika) • kísérlet részletes ismerete • Működtető programok megírása • C++ • egyéb specifikus programcsomagok • A berendezés működtetése • komoly felelősség • a szabályok pontos ismerete és maradéktalan betartása • Adatok analízise • bármely eredmény KÖZÖS • elméleti és kísérleti tudás egyaránt • Elméleti kutatás: a hab a tortán • Fontos: alkalmazkodó képesség (csapatjáték!), problémamegoldó készség, kitartás

16. A „kifutó” részecskesugár nem nyelődik el A „befutó” sugár elnyelődik Kísérleti módszer Keletkező részecskék vizsgálata Au+Au ütközésekben Új anyag? elnyelés közegben Mi lehetne referencia? Kapcsoljuk ki a közeget d+Au ütközések

17. Eredmények R, nukleáris modifikációs faktor: eltérés az elemi nukleon-nukleon ütközésekkel való leíráshoz képest • Drámai különbség és ellentétes függés az ütközés frontálisságától • Legerősebb elnyelődés: frontális Au+Au ütközésekben • A keletkező új anyag sűrűsége, színessége miatt lép fel • Új jelenség, „hivatalos” neve: jet quenching!

18. Phys. Rev. Letters címlap

19. Eredmények összefoglalása • Au+Au kísérlet és d+Au ellenpróba, 4 független • mérés • Új anyag jött létre! • Nagy energiasűrűségű, „színes” • Korábbi kísérletekben ilyen anyag nem jött létre • Első néhány milliomod másodpercben létrejövő állapotot hozunk létre • Még fel kell térképeznünk a most megpillantott régi-új anyagot, (nyomását, hőmérsékletét, méreteit, részecskéit) • Még nem tudjuk, hogy ez a kvark-gluon plazma-e „…megtaláljuk Indiát, de az sem baj, hogyha felfedezzük Amerikát…”

20. Társadalmi visszhang • Big Bang machine gets down to work MSNBC News, 2000. jún. 14., http://www.msnbc.com/news/314049.asp?cp1=1 • The Matter of the Big Bang Times of India, 2000. jún. 25http://timesofindia.indiatimes.com/cms.dll/html/uncomp/articleshow?msid=31830 • '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. • Scientists Report Hottest, Densest Matter Ever Observed New York Times, 2003. jún. 19.http://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

21. Magyar részvétel • Megalakult a PHENIX-Magyarország, 10 magyar a PHENIX cikkeken • Debrecen: 1996 óta, • Dávid Gábor: ős-PHENIXes • Tarján Péter, Vértesi Róbert, Imrek József: sok fiatal diák • KFKI RMKI: 1998 óta • Columbia University - KFKI RMKI együttműködés, (Gyulassy M., B. Cole, W. A. Zajc) • Csörgő Tamás: elméleti fizika felől nyitás a kísérletek felé • Ster András: a kísérlet indulása óta részt vesz a mérésekben • Speciális feladatok: frontalitás meghatározás (ZDC), korrelációk vizsgálata (HBT), végállapot rekonstrukció • Veres Gábor: • PHOBOS és MIT • Azonosított részecskék analízise, trigger rendszer • ELTE: szabad a pálya a magyar diákoknak!

22. Bekapcsolódás • Hatalmas, nemzetközi együttműködés • Tapasztalatszerzés • Fontos kísérleti cikkek • A kutatások frontvonalában való részvétel • Hozzáférés a legújabb kísérleti eredményekhez • Lehetőség a saját elméleti eredmények vizsgálatára • Sok csatlakozási pont • PHENIX-ben való részvétel: adatfelvéltel, adatanalízis • Elméleleti kutatások: sok megoldatlan rejtély, probléma • Kapcsolat: • Csörgő Tamás: csorgo@sunserv.kfki.hu • Veres Gábor: gabor.veres@cern.ch • Csanád Máté: csanad@bnl.gov

23. Teendők • RHIC iskola • Weben • Személyesen • Honlapok www.bnl.gov www.rhic.bnl.gov • Email • Csörgő Tamás csorgo@kfki.hu • Veres Gábor gabor.veres@cern.ch • Csanád Mátécsanad@bnl.gov • Quark Matter • Weben • Személyesen http://www.kfki.hu/~csorgo/school04/ http://qm2005.kfki.hu/

24. Köszönöm a figyelmet