Vědci z ÚJF v Nature Physics o husté baryonové hmotě vyzařující virtuální fotony

Časopis Nature Physics, nejdůležitější fyzikální periodikum s pětiletým impakt faktorem 21.8, publikoval ve svém červencovém čísle článek o výzkumu husté baryonové hmoty s virtuálními fotony (Probing dense baryon-rich matter with virtual photons). Článek je kolektivním dílem vědců z kolaborace HADES, součásti projektu FAIR. Mezi spoluautory je i několik pracovníků ÚJF, pracujících na projektu FAIR-CZ: A. Kugler, P. Tlustý, O. Svoboda, V. Wagner, L. Chlad, P. Rodriguez-Ramos a J. G. Sobolev.

Hmotu, řídící se kvantovou chromodynamikou (QCD), která naplňovala vesmír krátce (10 μs) po Velkém třesku, můžeme dnes na krátký čas vytvořit v laboratoři srážkami těžkých iontů o relativistických energiích. Různá stádia, ve kterých může QCD hmota existovat, závisí například na teplotě, tlaku nebo baryochemickém potenciálu a mohou být zkoumána studiem elektromagnetického záření vyzařovaného QCD hmotou. Dvojice elektron-pozitron, vznikající v rozpadu virtuálních fotonů, nejsou ovlivňovány silnou interakcí a poskytují tak informace o vlastnostech QCD hmoty v různých stádiích.

Článek shrnuje výsledky pozorování emise virtuálních fotonů z QCD hmoty. Spektrální distribuce elektron-pozitronových párů je téměř exponenciální, což svědčí o zvýšení teploty o 70 MeV a konstituentech se změněnými vlastnostmi, odrážejícími specifika silně interagující QCD hmoty. Vlastnosti této hmoty, vytvořené v jádro-jaderných srážkách, jsou podobné vlastnostem husté hmoty vytvořené v konečném stavu fúze neutronových hvězd, jak je patrné z nedávných pozorování.

Simulace jaderné hmoty při srážkách způsobujících extrémní hustoty a teploty (zdroj: HADES)