Strona używa plików cookies więcej

Centrum Symulacji Supergęstych Płynów

Inkubator Doskonałości Naukowej – Centrum Symulacji Supergęstych Płynów

Kierownik Inkubatora: dr Pasi Huovinen

Wydział Fizyki i Astronomii

Zawsze mówimy, że wszechświat ma swój początek w Wielkim Wybuchu, kiedy wszystko zostało skompresowane do małego punktu. Ale cała materia we wszechświecie sprężona w dziurze – czym ona właściwie jest? W Centrum Symulacji Supergęstych Płynów naukowcy badają właśnie ten rodzaj materii.

Zwykła materia to atomy, które składają się z jąder i elektronów, przy czym jądra zbudowane są z protonów i neutronów. Protony i neutrony też mają strukturę, złożoną z kwarków i gluonów. Przy odpowiednio wysokiej temperaturze i gęstości nawet protony i neutrony ulegają rozpadowi na kwarki i gluony. Ten stan materii nazywa się plazmą kwarkowo-gluonową, do której należą kwarki i gluony. Ze względu na to, że mają kształt punktów bez żadnej struktury, stanowią one materię Wielkiego Wybuchu. Temperatura wymagana do uformowania plazmy kwarkowo-gluonowej jest niezwykle wysoka, a jedynym sposobem na jej uzyskanie na Ziemi są zderzenia ciężkich jąder – takich jak złoto czy ołów – z prędkością bliską prędkości światła. Plazmy kwarkowo-gluonowej powstałe w tych zderzeniach nie możemy zaobserwować, ponieważ ich ogromne ciśnienie natychmiast rozsadza maleńkie kropelki plazmy. Z tego powodu naukowcy musza wnioskować o ich tworzeniu się i właściwościach, badając protony, neutrony i inne cząstki z niej pochodzące.

W Centrum Symulacji Supergęstych Płynów zajmą się tworzeniem modeli ewolucji tego płynu, plazmy kwarkowo-gluonowej, od jej powstania w zderzeniu jądrowym do ostatecznego rozpadu na pojedyncze hadrony. W szczególności badacze starają się odwzorować ewolucję bogatej w bariony plazmy powstałej w zderzeniach w budowanych obecnie zderzaczach FAIR (GSI, Darmstadt, Niemcy) i NICA (JINR, Dubna, Rosja). Zderzenia przy tych energiach są szczególnie ciekawe, gdyż mogą posłużyć do badania hipotetycznego krytycznego punktu końcowego przejścia fazowego uwolnienia.

Współczesne modele fluid-dynamiczne nie są wystarczająco odpowiednie do opisu zderzeń w FAIR i NICA. Obecnie udoskonalany jest istniejący model jednopłynowy, aby był w stanie poradzić sobie z większymi rozproszeniami energii. Naukowcy budują również nowy model oparty na podejściu trójpłynowym. Dzięki tym narzędziom chcemy zbadać, jak różne przewidywania teoretyczne dotyczące równania stanu plazmy mogą przejawiać się w obserwowanych cząstkach.

Inkubator mieści się w Instytucie Fizyki Teoretycznej, pl. M. Borna 9, pokój 401. Pracownikiem Inkubatora jest dr Michał Marczenko.