Cateva remarci asupra modele termodinamice

Cateva remarci asupra modele termodinamice

Toate modelele termodinamice permit calcularea unor marimi fizice de interes in baza unei geometrii a ciocnrii bine definita - bazata, in general, pe imaginea participanti-spectatori - si a unor ipoteze comune, si anume: (i) toti hadronii sunt in echilibru termic; (ii) interactiile tari inceteaza atunci cand densitatea hadronilor atinge o valoare critica, numita si densitate de "inghetare" ("freeze-out"); (iii) la atingerea densitatii critice se pot folosi relatiile specifice pentru un gaz de particule care nu interactioneaza; (iv) pentru descrierea producerii de pioni si nuclee usoare se introduc rezonante barionice.

Folosirea acestor ipoteze are unele consecinte asupra rezultatelor obtinute si a comportarii materiei nucleare din regiunea de suprapunere a nucleelor care se ciocnesc. De exemplu, prin introducerea rezonantelor barionice se produce o racire a "sferei fierbinti". Efectele introducerii rezonantelor barionice asupra temperaturii "sferei fierbinti" la emisia pionilor se observa in Fig.III.7. Ele cresc usor cu cresterea energiei nucleului incident.

Fig.III.7. Dependenta temperaturii pionice de energia nucleului incident in modelul de "sfera fiebinte". Influenta indroducerii rezonantelor in ciocniri de nuclee cu mase egale

De asemenea, daca nucleele care se ciocnesc sunt bogate in neutroni este posibila o conversie neta a netronilor la protoni. În acest mod ar putea fi explicata multiplicitatea mai mare a pionilor negativi in raport cu multiplicitatea pionilor pozitivi. De asemenea, modificarea abundentelor relative ale unor nuclee usoare produse in ciocniri nucleare relativiste ar putea fi explicata prin aceasta conversie.

Modelele termodinamice permit studierea comportarii materiei nucleare la temperaturi si densitati inalte. Dependenta temperaturii de densitatea critica (de "inghet"), pentru diferite energii ale fasciculului incident (Fig,III.8) arata ca odata cu cresterea energie fasciculului creste atat temperatura, cat si densitatea critica. Se asteapta ca densitatea critica sa fie sub densitatea nucleara normala (Fm^-3 ). Modelele termodinamice prevad densitati de inghet cuprinse intre 0.04 Fm^-3 si 0.12 Fm^-3. S-a constat, de asemenea, si faptul ca la densitati critice mai mici raportul dintre pioni si numarul de nucleoni este mai mare decat la densitati critice mai mari, apropiate de densitatea nucleara normala.

Fig.III.8. Dependenta temperaturii "sferei fierbinti" de densitatea critica pentru diferite energii ale fasciculului incident, in ciocniri de nuclee cu mase egale

În cadrul modelelor termodinamice pot fi estimate caracteristicile spatio-temporale ale sursei de particule, folosind interferometria de particule identice

O marime de interes in stabilirea mecanismelor de reactie si determinarea ecuatiei de stare a materiei nucleare este entropia sistemului creat prin ciocnire. Pentru aceasta se foloseste raportul dintre multiplicitatea deuteronilor si multiplicitatea protonilor. Studiul comportarii raportului in functie de energia fasciculului incident indica o descrestere a acestuia cu cresterea energiei, ceea ce presupune cresterea entropiei pe nucleon. De asemenea, la o energie data raportul are valoare mai mare intr-o ciocnire in care sunt mai multi nucleoni partcipanti. Tinand seama de relatia de legatura cu entropia pe barion, anume:

in lucrarea s-a facut o analiza a dependentei raportului dintre cele doua multiplicitati de valoarea enetropiei pe barion. S-a constatat ca intre comportarea raportului initial si cea a raportului final exista mari diferente (Fig.III.9). Raportul initial este diminuat semnificativ prin dezintegrarea unor particule, nuclee usoare instabile, rezonante hadronice existente in "sfera fierbinte". Analiza lui detaliata poate da detalii asupra dinamicii ciocnirilor nucleare relativiste.

Fig.III.9. Dependenta raportului dintre multiplicitatea deuteronilor

si multiplicitatea protonilor de entropia pe nucleon

O caracteristica comuna tuturor modelelor termodinamice este supraestimarea producerii de particule, cu deosebire a celei de pioni.

Se poate afirma ca modelele termodinamice pure intampina unele dificultati in descrierea dinamicii ciocnirilor nucleare relativiste, dar folosirea conceptelor specifice Termodinamicii statistice este extrem de necesara deoarece foarte multe procese dinamice complexe conduc la termodinamica.