Interferometria de intensitate in ciocniri nucleare ultrarelativiste

Interferometria de intensitate in ciocniri nucleare ultrarelativiste

Dupa intrarea in functiune a sistemelor de acceleratori de la BNL (AGS) si CERN (SPS) s-a considerat ca s-a facut trecerea de la ciocniri nucleare relativiste la ciocniri nucleare ultrarelativiste. Si in interferometria de intensitate s-a ridicat problema introducerii de forme noi pentru functia de corelatie, pentru a putea lua corect in considerare deformarea Lorentz si necesitatea de a lucra numai cu invarianti relativisti.

S-a avut in vedere faptul ca interferometria de intensitate studiaza faptul ca bozoni identici emisi de o sursa haotica extinsa, cu dimensiunea spatiala (raza) R, arata o corelatie in impulsul relativ q intr-o categorie de evenimente pentru care este indeplinita conditia: . Aceasta corelatie este conventional exprimata in termenii functiei de corelatie, definita ca raportul dintre distributia masurata, dependenta de impulsul relativ, A(q), si distributia fondului, B(q), care contine spatiul fazelor de doua corpuri, in absenta corelatiilor determinate de statistica Bose-Einstein.

Iminitial, si pentru ciocniri nucleare ultrarelativiste s-a folosit o functie de corelatie de tipul celei date de relatia (II.122), anume:

,

unde este transformata Fourier a distributiei spatiale in sursa de particule, ρ(r).

Ulterior, s-au considerat alte forme. Ele au fost legate de folosirea quadri-vectorului energie-impuls. Printre formele folosite pentru construirea functiei de corelatie se numara cele trei proiectii diferite ale cuadri-impulsului relativ q≡p₁-p₂, anume: cuadri-impulsul relativ invariant Lorentz, , diferentele dintre impulsurile tridimensionale si energiiile particulelor din perechea considerata, , precum si componentele longitudinala si transversala ale impulsului relativ - determinate in raport cu directia - q_L si, respectiv, q_T.

Functiile de corelatie corectate pentru procese similare celor descrise anterior pot fi fit-ate cu diferite forme functionale. Proiectiile bidimensionale se pot fit-a cu functii de forma:

, (II.125)

. (II.126)

Daca se folosesc distributii care depind de cuadri-impulsul relativ invariant Lorentz, alte doua forme sunt considerate, anume:

, (II.127)

. (II.128)

Parametrul N din relatiile de mai sus este o constanta de normare; valoarea lui este determinata de numarul de evenimente alese pentru distributia de fond, B(q). Parametrii R_inv, R, R_L, R_T se denumesc, in mod curent, "raze".

Functiile de corelatie definite prin relatiile de mai sus au fost folosite pentru detreminarea caracteristicilor spatio-temporale ale sursei de particule formate in diferite ciocniri nucleare ultrarelativiste [31,65,80-95].

Printre ciocnirile pentru care s-au aplicat aceste metode se numara ciocnirile Si+Au si Si+Al la 14.5 A GeV/c, precum si ciocnirile Si+Pb si Pb+Pb la 200 A GeV/c. Cateva rezultate experimentale deosebite au fost obtinute prin interferometrie pionica si interferometrie kaonica pentru aceste ciocniri. Printre ele se numara si unul deodebit de semnificativ pentru cunoasterea dinamicii ciocnirilor nucleare relativiste si ultrarelativiste si in analiza tranzitiilor de faza care pot avea loc in materia nucleara fierbinte si densa creata in astfel de ciocniri. Este vorba despre faptul ca in ciocniri Si + Au si Si + Pb la 14.5 A GeV/c, respectiv, 200 A GeV/c, ciocniri care au aproximativ acelasi numar total de nucleoni participanti, raza sferei pionice este practic aceeasi in ambele ciocniri (4.450.44 Fm, respectiv, 4.500.31Fm), dar parametrul de haos scade de la 0.600.08, in ciocniri Si + Au la 14.5 A GeV/c, la 0.460.04, in ciocniri Si + Pb la 200 A GeV/c. Aceasta scadere, semnificativa statistic, ar putea indica cresterea gradului de coerenta in sursa de particule si, prin aceasta, cresterea probabilitatii de realizare a unor tranzitii de faza in materia nucleara fierbinte si densa creata prin astfel de ciocniri, cu ar fi cele la plasma de cuarci, la plasma de dicuarci sau plasma de cuarci si gluoni [31,33,48,96-102]. Rezultate experimentale interesante au fost obtinute si prin interferometrie protonica [103] si interferometrie kaonica in ciocniri Pb+Pb la 158 A GeV, in acord cu cele obtinute prin interferometrie pionica Sunt disponibile primele rezultate experimentale obtinute prin interferometrie pionica in experimente la Collider-ul de Ioni Grei Relativisti (RHIC) de la BNL

Metodele si rezultatele experimentale prezentate in acest capitol al cursului ofera un suport necesar abordarii unor probleme extrem de interesante. Alaturi de informatiile despre caracteristicile spatio-temporale ale sursei de particule, evolutia temporala a acesteia si conexiuni cu semnalele unor tranzitii de faza pot fi abordate si alte probleme legate de structura interna a sursei de particule si gradul de coerenta in sursa de particule. Ambele aspecte sunt strans legate de existenta tranzitiilor de faza in materia nucleara fierbinte si densa formata prin astfel de ciocniri. Pasii facuti pana in prezent pe aceasta cale folosind concepte legate de distributii Poisson si celule elementare de emisie [107-109] sau cele bazate pe distributia de probabilitate de spatiu gol sunt incurajatoare [110,111]. Unele din aceste probleme vor fi abordate la cursul de Stari anomale si tranzitii de faza in materia nucleara (anul V INPE Masterat).