Versnelling quark-gluonplasma bereikt 500 MeV aan rand vuurbal

Wetenschappers hebben de versnelling in quark-gluonplasma in kaart gebracht, een extreem hete toestand van materie die ontstaat bij deeltjesbotsingen, en ontdekt dat deze extreme waarden bereikt aan de rand van de vuurbal. De bevindingen, gerapporteerd op 3 augustus 2026, suggereren dat versnelling zou kunnen fungeren als een nieuwe controleparameter voor materie die wordt beheerst door de sterke kernkracht.

Het onderzoek, geleid door natuurkundigen Yu-Gang Ma en Xu-Guang Huang van de Fudan Universiteit, combineerde de deeltjestransportmodellen AMPT en UrQMD met een Gaussische vervagingsmethode om deeltjesverdelingen om te zetten in continue vloeistofvelden. Hierdoor kon het team de versnelling volgen bij botsingsenergieën van 3,5 GeV tot 2,76 TeV.

Volgens de studie bereikt de piek-eigenversnelling enkele honderden MeV bij zowel lage als hoge energieën, waarbij de sterkste transversale versnelling naar buiten wijst nabij de grens van de vuurbal. De rand wordt een hotspot voor versnelling omdat de druk snel daalt terwijl de enthalpiedichtheid laag blijft, wat het effect versterkt via de relativistische Euler-vergelijking.

Bij lagere botsingsenergieën veroorzaakt nucleaire stopzetting een vertraging van maximaal ongeveer 500 MeV, terwijl bij ultrarelativistische energieën de kernen zo snel door elkaar heen gaan dat ze korte, intense versnellingspulsen genereren. Omdat de krachtigste versnelling geconcentreerd is langs de grens, verandert het totale effect slechts weinig tussen frontale en schuine botsingen.

Professor Huang stelde dat versnelling niet slechts een kinematisch detail is, maar mogelijk als thermodynamische controleparameter van QCD-materie kan fungeren. Via het Unruh-effect zou een versnelling van enkele honderden MeV kunnen lijken op temperaturen nabij de QCD-overgangstemperatuur, waardoor mogelijk een 'versnellingsas' wordt toegevoegd aan de fasestructuur van QCD-materie en de chirale en confinement-overgangen worden beïnvloed.

De onderzoekers zijn van plan om realistischere hydrodynamische evolutie in hun berekeningen op te nemen en te zoeken naar experimentele signalen, zoals patronen in de spinpolarisatie van hyperonen, die de invloed van versnelling zouden kunnen onthullen. Het werk, gepubliceerd in Nuclear Science and Techniques, heeft tot doel niet-inertiële kwantumeffecten om te zetten in meetbare kenmerken bij botsers zoals RHIC en de LHC.