Er is een onderzoek gepubliceerd in Nuclear Science and Techniques , door onderzoekers onder leiding van prof. Hua Zheng van de Shaanxi Normal University, die een belangrijke doorbraak in de hoogenergetische deeltjesfysica aankondigt. Deze studie werpt nieuw licht op het gedrag van deeltjes bij botsingen met hoge energie, een onderzoeksgebied dat essentieel is voor het verdiepen van ons begrip van de oorsprong van het universum.

In deze uitgebreide studie implementeerden de onderzoekers het thermodynamische raamwerk van Tsallis, waarbij ze gebruik maakten van de Tsallis-verdeling – een geavanceerde uitbreiding van de Boltzmann-Gibbs-verdeling – om het transversale momentumspectrum van deeltjes bij botsingen met hoge energie te analyseren.

Deze innovatieve methode beschouwt deeltjes die in experimenten zijn gedetecteerd als geproduceerd door vuurballen, die zich houden aan de Tsallis-verdeling, waardoor een meer gedetailleerd en genuanceerd inzicht wordt verkregen in de deeltjesdynamiek in botsingsomgevingen met hoge energie.

Focus op asymmetrische botsingssystemen, met name p+Al, p+Au en ³ He+Au bij 200 GeV maakte het team gebruik van het vuurbalmodel dat geworteld was in de thermodynamica van Tsallis. Dit model bleek effectief bij het aanpassen van de experimentele gegevens van deze complexe botsingssystemen. Een belangrijk aspect van het onderzoek was het onderzoeken van de totale veelheid aan geladen deeltjes, met name hun relatie met de centrale plaats van de botsingen.

Het onderzoek benadrukte ook de aanzienlijke impact van de gegevenskwaliteit, vooral in termen van pseudo-snelheidsverdelingen, op de algemene bevindingen.

Verder ging het onderzoek diep in op de variaties in vuurbalmodelparameters, waarbij werd geanalyseerd hoe deze parameters veranderen met zowel de centrale ligging als de grootte van de botsingssystemen. Deze aanpak bracht de ingewikkelde en complexe dynamiek aan het licht die kenmerkend is voor asymmetrische botsingen, en leverde een aanzienlijke bijdrage aan het veld van de hoogenergetische deeltjesfysica.

De bevindingen van dit onderzoek bevestigen dat het vuurbalmodel met Tsallis-thermodynamica een universeel raamwerk kan zijn om de pseudo-snelheidsverdeling van geladen deeltjes geproduceerd in asymmetrische botsingssystemen te beschrijven.

Het succes van dit model bij het passen van experimentele gegevens maakt de weg vrij voor meer gedetailleerd onderzoek naar de complexe dynamiek van botsingen tussen hoogenergetische deeltjes. Deze inzichten zijn niet alleen van belang voor de theoretische natuurkunde, maar hebben ook praktische implicaties bij experimenten met deeltjesversnellers en de zoektocht naar nieuwe elementen en deeltjesfysica.

De voortdurende verkenning van deze complexe systemen zal ons begrip van de fundamentele processen van het universum verdiepen.

Meer informatie: Jun-Qi Tao et al, Pseudo-snelheidsverdelingen van geladen deeltjes bij asymmetrische botsingen met behulp van Tsallis-thermodynamica, Nucleaire wetenschap en technieken (2023). DOI:10.1007/s41365-023-01334-9

Aangeboden door TransSpread