обучение

Учебные курсы - Введение в физику кварк-глюонной материи

Тема 1. Введение

"Элементарные" частицы до появления гипотезы о кварках. Спектр масс "элементарных" частиц, формула Хагедорна. "Предельная" температура по Хагедорну. Современные представления об элементарных частицах: кварки, лептоны; и фундаментальных взаимодействиях и их переносчиках: фотоны, глюоны, W и Z – бозоны, гравитоны.

Тема 2. Основы гипотезы о новом состоянии материи с сильным взаимодействием – кварк-глюонной материи

Отрицательные результаты экспериментальных поисков свободных кварков. Пространственная зависимость сильного (кварк-кваркового) взаимодействия: асимптотическая свобода, пленение (конфайнмент) кварков и глюонов. Фазовая диаграмма материи с сильным взаимодействием. Фазовый переход в состояние кварк-глюонной материи. Критическая температура, критическая плотность энергии. Кварк-глюонная материя в ходе эволюции Вселенной после Большого Взрыва.

Тема 3. Столкновения ядер сверхвысоких энергий как метод получения в лаборатории на Земле сгустков материи при экстремально высокой плотности энергии

Основные этапы ядро-ядерного столкновения. Классы центральности. Оценка плотности энергии по Бьёркену.

Тема 4. Кинематика столкновения частиц релятивистских энергий

Быстрота. Поперечный импульс. Инвариантные сечения.

Тема 5. Основные экспериментально наблюдаемые величины

Множественность рождённых частиц. Спектры рождённых частиц. Двухчастичные корреляции: корреляции тождественных частиц, струи, коллективные потоки.

Тема 6. Прямые фотоны

Фотонное излучение сгустка – носитель неискажённой информации о его характеристиках на разных этапах эволюции. Компоненты фотонного излучения: фотоны от нуклон-нуклонных столкновений на начальном этапе ядро-ядерного столкновения, тепловое фотонное излучение. Неустранимый физический фон распадных фотонов.

Тема 7. Современные ускорительные установки для исследований столкновений ядер сверхвысоких энергий

Ускорители с неподвижными мишенями. Коллайдеры. Светимость. Ядерный коллайдер RHIC. Ускорительный комплекс SIS Института тяжёлых ионов (GSI) в Германии.

Тема 8. Большой адронный коллайдер (LHC) в ЦЕРН

Ускорительные установки ЦЕРН: инжекторы, протонный синхротрон PS, протонный суперсинхротрон SPS, коллайдер LHC. Основные этапы создания Большого адронного коллайдера. Параметры, достигнутые на настоящее время. Программа и планируемые этапы дальнейшего развития.

Тема 9. Типичная схема современного супердетектора для исследований по физике высоких энергий

Трековые системы. Калориметры. Мюонные детекторы.

Тема 10. Методы идентификации регистрируемых частиц

Измерение удельной потери энергии dE/dx. Измерения времени пролёта TOF. Измерения переходного излучения. Измерения черенковского излучения. Измерения инвариантной массы продуктов распада. Идентификация нейтральных мезонов по инвариантной массе фотонной пары. Метод смешанных событий для вычитания комбинаторного фона.

Тема 11. Эксперимент WA98 на протонном суперсинхротроне (SPS) в ЦЕРН

Основные детекторные системы. Электромагнитный калориметр на основе свинцовых стекол. Результаты исследований рождения прямых фотонов в столкновениях ядер свинца.

Тема 12. Эксперимент ФЕНИКС на ядерном коллайдере RHIC

Основные детекторные системы. Методы разделения событий по классам центральности. Оценки начальной плотности энергии в лобовых столкновениях ядер золота.

Тема 13. Свидетельство нового состояния материи - явление подавления выходов адронов в экспериментах на ядерном коллайдере RHIC

Метод сравнения выходов адронов в ядро-ядерных и протон-протонных столкновениях. Модель Глаубера. Определение отношения RAA. Определение отношения Rcp. Результаты экспериментов ФЕНИКС и СТАР по обнаружению и исследованию явления подавления выходов адронов в центральных столкновениях тяжёлых ядер.

Тема 14. Обнаружение коллективных потоков в ядро-ядерных столкновениях на коллайдере RHIC

Методы изучения коллективных потоков. Результаты экспериментов ФЕНИКС и СТАР по обнаружению и исследованию коллективных потоков в столкновениях тяжёлых ядер.

Тема 15. Тяжелоионный эксперимент ALICE на Большом адроном коллайдере в ЦЕРН

Основные детекторные системы. Электромагнитный спектрометр PHOS на основе кристаллов вольфрамата свинца. Первые результаты экспериментов на пучках Большого адронного коллайдера.