- Liittynyt
- 8.1.2007
- Viestejä
- 4 303
Piti ihan pitkästä aikaa kirjautua palstalle kun arvasin että täällä olis jotain puhetta tästä. Aika lailla olet oikein ymmärtänyt. ALICE-kokeen pääasiallisena tarkoituksena on siis tutkia protonin ja neutronin rakenneosasten eli kvarkkien välisiä vuorovaikutuksia kuvaavaa kvarkkiväridynamiikkaa eli QCD:ta. Lyijy-ydinten törmäyksessä uskotaan syntyvän kvarkki-gluoni-plasmaa, eli ainetta, jossa kvarkit eivät ole sidottuna protoneihin ja neutroneihin kuten normaalissa aineessa. Pohjimmiltaan kyse on samanlaisesta olomuodon muutoksesta eli faasitransitiosta kuin esim kiinteän aineen sulaessa nesteeksi tai nesteen höyrystyessä kaasuksi. Riittävän korkeassa lämpötilassa ja tiheydessä protoneista ja neutroneista koostuva ydinaine "sulaa" kvarkki-gluoni-plasmaksi. ALICE-kokeen tarkoitus on mitata lyijy-ydinten törmäyksissä syntyvien hiukkasten ominaisuuksia ja jakaumia, ja niiden avulla päätellä kvarkki-gluoni-plasman ominaisuuksia.No minäpä tässä odotellessa kyselen tyhmiä:
Mun käsityksen mukaan siellä tuubissa ois nyt marraskuun ajan tarkoitus törmäytellä lyijy-ytimiä toisiinsa. Siitä ois tarkoitus muodostua vastaavaa kvarkki-gluoni-mössöä, jollainen maailmankaikkeus oli heti big bangin jälkeen. Tämän törmäilyn tulokset analysoidaan ALICE-asemalla ja ultimaattisena tavoitteena olisi selvittää:
- Mitä tapahtuu materialle kun se kuumennetaan yli 100 000 kertaa kuumemmaksi kuin auringon ydin
- Miksi protonit ja neutronit ovat yli 100-kertaa painavampia kuin osiensa summa
- Voidaanko protonien ja neutronien sisällä olevat kvarkit vapauttaa
Yhdessä törmäyksessä muodostuu toki niin valtavasti dataa, että sitä pureskellaan kuukausia (vuosia?), joten ihan jouluksi näitä kysymyksiä ei ratkaista.
Olenko ymmärtänyt päin helvettiä?
Noista listaamistasi kysymyksistä voisin todeta, että protonit ja neutronit ovat raskaampia kuin osiensa summa, koska suurin osa niiden massasta on sidosenergiaa, eli energiaa joka sitoo kvarkit toisiinsa. Tämä mekanismi ymmärretään periaatteessa jo hyvin, mutta kvarkki-gluoni-plasman tutkimuksella on tarkoitus saada lisää selvyyttä kvarkkien vuorovaikutuksia kuvaavan QCD:n ominaisuuksista ja siten koe liittyy myös tähän kysymykseen.
Kvarkki-gluoni-plasmaa on mitä luultavimmin kyetty jo ennen LHC-koetta tuottamaan RHIC-kokeessa Yhdysvalloissa, mutta LHC:ssä päästään vielä suurempaan lämpötilaan.
Tarkoitus on tosiaan törmäyttää lyijy-ytimiä joulukuun puolen välin tienoilla alkavaan huoltotaukoon asti. Tässä ajassa tuskin ehditään kerätä niin paljon dataa, että mitään mullistavaa voitaisi havaita, mutta lyijy-lyijy-törmäykset jatkuvat taas joskus, ehkä vuoden päästä. Yhdestä törmäyksestä kerättävän datan määrä nyt ei sinällään ole kovin suuri, mutta niitä törmäyksiä tapahtuu miljardeja sekunnissa. (Tuosta luvusta en mene kyllä takeeseen, mutta joku iso luku se on kuitenkin.)