Twoja wyszukiwarka

HELENA BIAŁKOWSKA
SYGNAŁY - IDŹ ZŁOTO DO ZŁOTA
Wiedza i Życie nr 9/2000
Artykuł pochodzi z "Wiedzy i Życia" nr 9/2000

Uruchomiono akcelerator, który przybliży fizyków do początku Wszechświata.

12 czerwca br. amerykańskim fizykom udało się po raz pierwszy doprowadzić do zderzeń dwóch przeciwbieżnych wiązek całkowicie zjonizowanych więc pozbawionych elektronów jąder złota, przyspieszonych do energii 30 GeV na nukleon. Tym samym rozpoczęto program badawczy akceleratora RHIC (Relativistic Heavy Ion Collider) w Brookhaven, o którym pisaliśmy szerzej w artykule "Akcelerator końca świata?" w numerze kwietniowym WiŻ.

Akcelerator RHIC to właściwie zespół kolejnych akceleratorów prowadzących wiązki jonów od źródła poprzez kolejne etapy ich przyspieszania. Dopiero w ostatnim wiązka rozszczepia się i wprowadzana jest w dwa pierścienie, w których krąży przeciwbieżnie, a w sześciu punktach na obwodzie pierścieni dochodzi do przecięcia wiązek. W czterech spośród tych sześciu miejsc ustawione są potężne detektory analizujące cząstki, które powstają w tych zderzeniach. Energia zderzeń, obecnie "zaledwie" 30 GeV/N, ma wzrosnąć do 100 GeV/N, choć już obecnie jest najwyższą osiąganą w zderzeniach jonów. Ta ogromna skali mikroświata energia jest jednak maleńka w skali makro: odpowiada w przybliżeniu energii zderzenia dwóch komarów.

Wiązki jonów w pierścieniach RHIC utrzymywane są za pomocą 1740 magnesów nadprzewodzących, które pracują w temperaturze 4.5 K (stopni powyżej zera bezwzględnego). Do ich chłodzenia wykorzystuje się ciekły hel, co pożera 15 MW. Nie potrzeba natomiast dużo złota - w ciągu 20 lat planowanej eksploatacji zużywa się niespełna 1 g.

I po co to wszystko? Zderzenia jąder przy wysokiej energii powinny doprowadzić do powstania bardzo krótkożyciowego, bardzo gęstego i bardzo gorącego stanu materii, który istniał wkrótce po Wielkim Wybuchu. Nie było jeszcze wtedy znanych nam dziś cząstek, z których składa się cała materia, ale elementarne jej składniki kwarki i gluony tworzące plazmę kwarkowo-gluonową. Istnienie takiego stanu materii przewiduje teoria. Niezwykle trudno go jednoznacznie zaobserwować. W europejskim laboratorium CERN w Genewie w wielu eksperymentach badano zderzenia jonów ołowiu o energii aż 160 GeV/N, ale z tarczami stacjonarnymi, co powoduje, że efektywnie możliwa do osiągnięcia energia w zderzeniu była znacznie niższa niż w RHIC. CERN dostarczył dowodów poszlakowych istnienia plazmy kwarkowo-gluonowej. RHIC - mamy nadzieję - złapie ją na gorącym uczynku.

Instytut Fizyki Jądrowej w Warszawie