Cím:	Újfajta kétrészecske-korreláció
Füzet:	2010/november, 492 - 493. oldal	PDF  |  MathML

A szöveg csak Firefox böngészőben jelenik meg helyesen. Használja a fenti PDF file-ra mutató link-et a letöltésre. Újfajta kétrészecske-korreláció   Nem várt részecske-kapcsolatokra (korrelációra) bukkant a világ legnagyobb részecskegyorsítójának, a CERN Nagy Hadronütköztetőjének Compact Muon Solenoid (CMS) csoportja. A 7 TeV ($7\cdot {10}^{12}$ elektronvolt) energiával rendelkező protonon ütközésekor akár többszáz részecske is keletkezhet (hátsó borító, 1. ábra). Egy-egy kirepülő részecske irányát (a földrajzi szélességi és hosszúsági koordinátákhoz hasonlóan) a hosszanti $\vartheta$ és a keresztirányú $\phi$ szögekkel lehet jellemezni. Technikai okokból $\vartheta$ helyett a belőle számítható $\eta =-\text{ln}\text{tg}\left(\vartheta /2\right)$ mennyiséget használják. A korrelációs függvénynek nevezett $R\left(\Delta \eta \mathrm{,}\Delta \phi \right)$ mennyiség azt jellemzi, hogy mennyire ,,szívesen'' (milyen gyakorisággal) keletkeznek részecskepárok $\Delta \eta$ és $\Delta \phi$ iránykülönbséggel. Egy ,,átlagos ütközésnél'' (hátsó borító, 2. ábrán) a korrelációs függvényben csak az egy ,,kupacban'' haladó részecskéknek megfelelő éles hegycsúcs és az impulzusmegmaradással magyarázható, $\Delta \phi \approx \pi$ körüli lankás domborulat figyelhető meg. Azoknál az ütközéseknél azonban, ahol sok, legalább 110 töltött részecske keletkezik, a korrelációs függvényben (hátsó borító, 3. ábra) egy további maximum, a nyíllal jelölt kis kiemelkedés is megjelenik. Ez olyan részecskék viszonylagos bőségének felel meg, amelyek egymástól távoli hosszanti szögben, de szinte azonos keresztirányú szögben repülnek ki a protonok ütközési pontjából. Az észlelt jelenség meglepő voltát Veres Gábor (ELTE és CERN), a mérésben tevékenyen részt vevő magyar fizikusok egyike a következő példával szemlélteti. Képzeljük el, hogy az Északi-sark és a Déli-sark felől érkező protonok a Föld középpontjában ütköznek, és a keletkező részecskéket a földfelszín különböző pontjain elhelyezett detektorokkal észleljük. Ha a budapesti műszer jelez egy részecskét, akkor várható, hogy a déli féltekén, 12 időzónával odébb a ,,túlsó oldali'' detektor is ,,megszólal'', ez az ütközésnél párban keletkező, egymással ellentétes irányban elinduló részecske bomlástermékeire utal. Azon viszont elcsodálkozhatunk, ha a budapesti eseménnyel egyszerre nagy valószínűséggel részecskét jeleznek a tőlünk igen távoli szélességi körökön, de velünk azonos időzónában fekvő mérőállomások. Elképzelhető, hogy a jelenség ‐ amelyre még nincs egyértelmű elméleti magyarázat ‐ annak a rendkívül forró és sűrű anyagnak ‐ az ún. kvark-gluon plazmának ‐ a megjelenéséhez köthető, amely a feltételezések szerint nehéz atommagok nagyenergiájú ütközéseiben keletkezik.