Fizyka zderzeń jąder atomowych 1100-FZJA
Wykład omawia aspekty opisu zderzeń jąder atomowych, będących zjawiskami ekstremalnymi w wymiarze temperatur, ciśnień, gęstości materii i krótkotrwałości zjawisk i stanowiących źródło powstawania hadronów w laboratoriach.
Zagadnienia podane będą w przystępny, a zarazem analityczny sposób, ukazujący ścisły związek z podstawowym aparatem fizyki.
Omówione zostaną m.in.:
- nukleony w jądrze jako "gaz" Fermiego
- centralność zderzenia: model geometryczny oraz Glaubera
- multifragmentacja i przemiana ciecz-gaz
- produkcja cząstek: energia dostępna i progowa, produkcja podprogowa
- rozpady cząstek i metody ich rekonstrukcji (masa niezmiennicza, mieszanie zdarzeń, topologia V0, masa brakująca)
- symetria izospinowa: przyczyny i skutki
- freeze-out: model statystyczny, diagram fazowy, model Boltzmanna, stosunki krotności dla materii symetrycznej
- rozkłady kinematyczne: spodziewane a doświadczalne
- ruch kolektywny, model Siemensa-Rasmussena, model Blast-Wave
- stopping materii, śledzenie izospinowe
- model koalescencji (sklejanie nukleonów w lekkie fragmenty)
- ruch kolektywny: pływ (anizotropia rozkładu azymutalnego), korekta Ollitraulta
W części 2., realizowanej w następnym semestrze zależnie od liczby chętnych:
- tworzenie lekkich fragmentów poprzez koalescencję
- równanie stanu materii jądrowej, ciśnienie, moduł sprężystości, część asymetryczna
- dynamika relatywistyczna: równanie Kleina-Gordona i Diraca, potencjały skalarne i wektorowe,
- model QHD i modele RMF: relatywistyczny nukleon w materii jądrowej
- modelowanie zderzeń jądrowych: równanie BUU, rodzina BUU i QMD, przejście hadrony-partony
- opcjonalnie: korelacje par cząstek (efekt HBT, efekt Coulomba, femtoskopia oddziaływań silnych)
Kierunek podstawowy MISMaP
Koordynatorzy przedmiotu
Tryb prowadzenia
w sali
Założenia (opisowo)
Efekty kształcenia
Student/ka opanuje podstawowe ujęcia opisu zderzeń jąder atomowych ze szczególnym uwzględnieniem sektora hadronowego, tj. energii wiązek od kilkudziesięciu MeV/nukleon do kiku GeV/nukleon.
- Rozumie, jak wylicza się przekrój czynny i wyznacza centralność zderzenia
- Rozumie wpływ zasad zachowania na produkcję cząstek (oprócz energii-pędu również symetrii izospinowej), rozumie przyczyny podprogowej produkcji cząstek
- Zna podstawowe metody rekonstrukcji hadronów krótkożyciowych z ich produktów rozpadu.
- Rozumie podstawy przejścia fazowego ciecz-gaz oraz równania stanu materii jądrowej
- Rozumie, jak hipoteza równowagi termicznej propaguje się na oczekiwane krotności i rozkłady cząstek, na czym polega rozszerzenie modelu o kolektywny ruch radialny i jaki jest stopień zgodności danych z oczekiwaniami
- Rozumie analizę i wyniki rozkładów azymutalnych ("pływu")
Kryteria oceniania
1. Egzamin końcowy w formie testu [max 100 pkt]
2. Obecności:
• 2 nb nieuspr = bez konsekwencji
• każda nb nieuspr. powyżej 2 = minus 6 pkt
Skala ocen:
[97 – … ] 5!
[91 – 96] 5
[83 – 90] 4+
[75 – 82] 4
[63 – 74] 3+
[50 – 62] 3
[ < 50 ] 2
Literatura
Większość materiałów przeglądowych podana jest w linkach do publikacji. Brak ściśle dedykowanej pozycji. Pomocne podręczniki:
T. Matulewicz, E. Skrzypczak, Kinematyka relatywistyczna w zadaniach, UW Wydział Fizyki
D. Perkins, Wstęp do fizyki wysokich energii, PWN
W. Florkowski, Phenomenology of Ultra-relativistic Heavy-ion collisions, World Scientific 2010