V?it?suutiset

V?it?s: 30.11.2018: Kvarkkiaineen tutkimusta CERNin ALICE-kokeen mittaamina

Aika:

竟博 www.rnryc.com 30.11.2018 12:00 — 14:00


Sijainti: Ylistonrinne, FYS1
Tuore fysiikan v?it?stutkimus k?sittelee kvarkki-gluoni plasmaa, joka on kuuminta ainetta, mit? on koskaan tuotettu laboratoriossa. Lis?ksi tutkimuksessa kehitettiin Euroopan hiukkasfysiikan tutkimuskeskuksen CERNin mittalaitteita, mik? mahdollistaa entist? tarkemmat mittaukset tulevaisuudessa.

Muutama miljoonasosasekunti alkur?j?hdyksen j?lkeen, maailmankaikkeus oli niin kuuma, ett? kvarkit ja gluonit liikkuivat melko vapaasti muodostaen aineen uuden olomuodon, jota kutsutaan kvarkki-gluoniplasmaksi (QGP). Muutamia mikrosekunteja my?hemmin maailmankaikkeus j??htyi laajentuessaan niin paljon, ett? kvarkit muodostivat protoneja ja neutroneja, jotka ovat nykyisen aineen perusosasia. Fysiikan alan v?it?sty?ss??n Márton Vargyas tutki kvarkki-gluoniplasman ominaisuuksia raskasionit?rm?yksiss?, joita tuotetaan laboratorio-olosuhteissa esimerkiksi CERNin suurella hadronit?rm?yttimell? (LHC). Tutkimus voi auttaa ymm?rt?m??n aineen ominaisuuksia varhaisessa maailmankaikkeudessa.

- Koska t?rm?yksess? syntynyt QGP on niin lyhytik?ist?, ei sit? voi tutkia ulkopuolisten havaintojen avulla. Sen sijaan QGP:n ominaisuuksiin t?ytyy p??st? k?siksi mittaamalla t?rm?yksess? syntyvi? tapahtumia, joita plasman l?sn?olo muuttaa. Yksi esimerkki on nk. jettien havainnointi, Várgyas kertoo.

Fysiikan perustutkimusta

Jetin siemenen? toimii hyvin suurienerginen partoni, eli kvarkki tai gluoni, joka syntyy t?rm?yksiss?. Partonit eiv?t esiinny luonnossa vapaina hiukkasina, vaan muodostavat aina kesken??n sidottuja tiloja, kuten nukleoneja. Lopputilan hiukkaset syntyv?t, kun alkuper?inen partoni jakautuu s?teilem?ll? useisiin uusiin partoneihin, jotka yhdess? muodostavat lopputilan hiukkaset. Mik?li alkuper?isen partonin liikem??r? on suuri, muodostavat s?teillyt hiukkaset hiukkassuihkun alkuper?isen partonin liikesuunnan m??r??m?n akselin ymp?rille. T?llaista kollimoitua hiukkassuihkua kutsutaan jetiksi. Raskasionit?rm?yksiss? syntyneiden jettien t?ytyy tunkeutua QGP:n l?pi ennen mittalaitteisiin p??tymist?. Toisaalta, protoni-protoni t?rm?yksiss? plasmaa ei synny. Plasman ominaisuuksista saadaan tietoa vertailemalla raskasionit?rm?yksiss? ja protoni-protoni t?rm?yksiss? syntyneiden jettien ominaisuuksia. V?it?sty?ss? havaittiin, ett? raskasionit?rm?yksiss? jetit ovat kapeampia kuin protoni-protoni t?rm?yksiss?. My?s aikaisemman tutkimuksen perusteella tiedet??n, ett? kvarkkien muodostamat jetit ovat keskim??rin kapeampia kuin gluonien. Niinp? yksi mahdollinen selitys on, ett? gluonit absorboituvat plasmaan suuremmalla todenn?k?isyydell? kuin kvarkit.

- Kehitt?m?ll?ni analyysikoodilla voi louhia havainnot ALICE-kokeen mittaustuloksista, Vargyas jatkaa.

Kyseess? on perustutkimus, jolle ei ole v?litt?mi? k?yt?nn?nsovelluksia. Toinen osa v?it?sty?t? oli enemm?n mittalaitteisiin painottunutta. ALICE-kokeen aikaprojektiokammio (Time Projection Chamber, TPC) p?ivitet??n LHC:n seuraavan pitk?n huoltotauon aikana (2019–2020). Yksi keskeinen osa TPC:n p?ivityst? on tiedon lukemiseen liittyv?n lankakammion korvaaminen GEM-kalvoihin (Gas Electron Multiplier foils) perustuvalla teknologialla.

- Kehitin laadunvarmistuksessa k?ytetty? ohjelmistoa ja analysoin sen avulla CERNiss? tuotettuja GEM-kalvoja. Kiinnostavin osa t?ss? ty?ss? oli tutkia korrelaatiota kalvojen reikien koon ja niiden s?hk?isen vahvistuksen v?lill?, Vargyas kertoo.

Ty? on tehty yhteisty?ss? Jyv?skyl?n yliopiston, Fysiikan tutkimuslaitoksen (Helsinki Institute of Physics, HIP) sek? CERNin ALICE-kokeen kesken. Tutkimusta rahoittivat Jyv?skyl? yliopisto, V?is?l? s??ti? sek? Fysiikan tutkimuslaitos.

Filosofian maisteri Márton Vargyasin v?it?skirjan “Jet shape modification in Pb-Pb collisions at sqrt(sNN) = 2.76 TeV using two-particle correlations'' tarkastustilaisuus pidet??n perjantaina 30.11.2018 klo 12:00 fysiikan laitoksen luentosalissa FYS1. Vastav?itt?j?n? professori Roy Lacey Stonybrookin yliopistosta ja kustoksena professori Jan Rak Jyv?skyl?n yliopistosta. V?it?stilaisuus on englanninkielinen.

Márton Vargyas suoritti maisterin tutkinnon fysiikasta E?tv?s Lorándin yliopistossa (Budapest, Unkari) vuonna 2013. H?nen v?it?sty?ns? ohjaajina toimivat professori Jan Rak ja filosofian tohtori Sami R?s?nen. Márton vietti vuoden CERNiss? v?it?sty?n aikana.

Lis?tietoja:

V?it?skirja on julkaistu sarjassa Department of Physics, University of Jyv?skyl? Research Report series with the number 126. ISBN 978-951-39-7609-5 (print), ISBN 978-951-39-7610-1 (online).?Linkki v?it?skirjaan: http://urn.fi/URN:ISBN:978-951-39-7610-1?

Lis?tietoja

Márton Vargyas

Tohtorikoulutettava

Fysiikan laitos

marton.vargyas@cern.ch