Przejdź do głównej treści

Widok zawartości stron Widok zawartości stron

Widok zawartości stron Widok zawartości stron

Eksperyment NA61/SHINE w CERN

Eksperyment NA61/SHINE (SPS Heavy Ion and Neutrino Experiment) jest uważany w CERN za ważne uzupełnienie eksperymentów prowadzonych w zderzaczu hadronów LHC, dostarczając unikalnych danych, których nie da się osiągnąć w innych prowadzonych obecnie eksperymentach. Przedmiotem badań eksperymentu NA61/SHINE są zderzenia proton-proton, hadron-jądro oraz jądro-jądro przy relatywistycznych energiach. Pośród 26 instytucji uczestniczących w eksperymencie NA61/SHINE jest dziewięć polskich grup badawczych i mają one w nim wiodącą rolę od samego jego początku.

Otaczająca nas materia może istnieć w wielu swoistych dla siebie formach (fazach). Można zadawać więc pytania, ile form danej materii występuje, w jaki sposób następuje przejście z jednej fazy do drugiej. Prezentowany projekt ma za cel odpowiedzieć właśnie na tak postawione pytania – oczywiście nie dotyczy wszystkich możliwych rodzajów materii, a tylko skupia się na jednej – plaźmie kwarkowo-gluonowej (QGP). Poszukiwanie tej formy materii jak i badanie cech przejścia od materii hadronowej do plazmy kwarkowo-gluonowej jest istotne dla zrozumienia procesów zachodzących w przestrzeni kosmicznej jak i samego momentu powstawania Wszechświata (model Wielkiego Wybuchu). Zadaniem projektu jest pomiar wielkości, których zmiany mogą wskazywać na istnienie omawianego przejścia fazowego. Do obserwacji tych należą np. entropia w układzie (związana z produkcją pionów), czy też zmiana produkcji tzw. cząstek dziwnych (mezonów K) i cząstek powabnych (mezonów D). Uzyskane w ten sposób wyniki pozwolą na powiązanie produkcji otwartego powabu z przejściem do QGP.

Kolejnym celem projektu jest pomiar przekrojów czynnych w procesach fragmentacji (podziału) lekkich i średnich jąder atomowych. Wyniki tych eksperymentów będą przydatne w zrozumieniu i interpretacji danych zmierzonych przez eksperymenty badające promieniowanie kosmiczne, a w szczególności jego wędrówkę przez Galaktykę.

Do zadań realizowanych w projekcie należy także zebranie informacji o pędach i kątach emisji cząstek, które będą "rodzicami" neutrin w wielkich eksperymentach neutrinowych. Neutrina są bardzo słabo oddziaływającymi cząstkami. Masy neutrin są niewielkie w porównaniu do mas innych podstawowych cząstek. Oscylują - zmieniają swój „zapach” w trakcie przemieszczania się. Dla pomiarów własności neutrin poprzez badanie zjawiska ich zmian w trakcie przemieszczania się w przestrzeni, niezbędna jest precyzyjna znajomość strumienia neutrin pierwotnych, powstających w wyniku oddziaływań intensywnej wiązki protonów z tarczą jądrową. Neutrina niezwykle rzadko oddziałują z materią zostawiając ślad swego istnienia w detektorze. Bardzo trudno więc zmierzyć tą drogą ich strumień i energię. Precyzyjniejszą informację o strumieniu produkowanych neutrin można uzyskać na podstawie informacji o rodzaju i własnościach ich rodziców. Takiej informacji dostarczymy realizując niektóre zadania projektu.

Grupa fizyków z Uniwersytetu Jagiellońskiego uczestnicząca w eksperymencie NA61/SHINE zajmuje się obecnie badaniem produkcji mezonów z otwartym powabem w reakcjach Xe + La i Pb +Pb przy energii 158AGeV. Członkami grupy obecnie są: Janusz Brzychczyk, Monika Dąbrowska, Konrad Krawczyk, Konrad Łojek, Zbigniew Majka, Aleksandra Morawiec, Roman Płaneta (Team Leader) oraz Paweł Staszel.