Plazma kwarkowo-gluonowa: przyspieszenie 500 MeV na krawędzi

Naukowcy zmapowali przyspieszenie wewnątrz plazmy kwarkowo-gluonowej, ultragorącej materii powstającej w zderzeniach cząstek, ujawniając, że osiąga ono ekstremalne wartości na krawędzi ognistej kuli. Wyniki, opublikowane 3 sierpnia 2026 r., sugerują, że przyspieszenie może pełnić rolę nowego parametru kontrolnego dla materii rządzonej przez silne oddziaływania.

Badania, prowadzone przez fizyków z Uniwersytetu Fudan, Yu-Gang Ma i Xu-Guang Huanga, połączyły modele transportu cząstek AMPT i UrQMD z metodą rozmycia Gaussa, aby przekształcić rozkłady cząstek w ciągłe pola płynu. Dzięki temu zespół mógł śledzić przyspieszenie dla energii zderzeń od 3,5 GeV do 2,76 TeV.

Zgodnie z badaniem, szczytowe przyspieszenie właściwe sięga kilkuset MeV zarówno przy niskich, jak i wysokich energiach, przy czym najsilniejsze przyspieszenie poprzeczne skierowane jest na zewnątrz w pobliżu granicy ognistej kuli. Krawędź staje się hotspotem przyspieszenia, ponieważ ciśnienie gwałtownie spada, podczas gdy gęstość entalpii pozostaje niska, co wzmacnia efekt poprzez relatywistyczne równanie Eulera.

Przy niższych energiach zderzeń hamowanie jądrowe powoduje opóźnienie do około 500 MeV, natomiast przy energiach ultrarelatywistycznych jądra przechodzą przez siebie tak szybko, że generują krótkie, intensywne impulsy przyspieszenia. Ponieważ najsilniejsze przyspieszenie koncentruje się wzdłuż granicy, ogólny efekt zmienia się tylko nieznacznie między zderzeniami czołowymi i pod kątem.

Profesor Huang stwierdził, że przyspieszenie nie jest jedynie szczegółem kinematycznym, ale może działać jako termodynamiczny parametr kontrolny materii QCD. Poprzez efekt Unruha przyspieszenie rzędu kilkuset MeV może odpowiadać temperaturom bliskim temperatury przejścia QCD, potencjalnie dodając „oś przyspieszenia” do struktury fazowej materii QCD i wpływając na przejścia chiralne oraz konfinement.

Naukowcy planują włączyć do obliczeń bardziej realistyczną ewolucję hydrodynamiczną oraz szukać sygnałów eksperymentalnych, takich jak wzorce w polaryzacji spinowej hiperonów, które mogłyby ujawnić wpływ przyspieszenia. Praca, opublikowana w Nuclear Science and Techniques, ma na celu przekształcenie nieinercjalnych efektów kwantowych w mierzalne sygnatury w zderzaczach takich jak RHIC i LHC.