ALICE işbirliği, hadron-döteron sistemlerindeki korelasyonlara ilişkin bulgularını Physical Review X dergisinde yayınlanan yeni bir makalede sunarak üç cisim içeren nükleer sistemlerdeki güçlü etkileşimlerin daha detaylı incelenmesinin önünü açtı.
Temel bir kuvvet genellikle iki nesnenin etkileşimi olarak tanımlanır. Bunu daha karmaşık sistemlere genişletmek her zaman kolay değil. Yüksek etkileşimli üç-hadronlu sistemlerin tanımı, çekirdek yapısı, yüksek yoğunluklu nükleer madde özellikleri ve nötron yıldızı çekirdek bileşimi dahil olmak üzere modern nükleer fizikteki birçok olguyu anlamak için gerekli.
LHC’deki proton-proton çarpışmaları, yaklaşık 10-15 m (bir femtometre) mesafelerde birbirine nispeten yakın yayılan önemli sayıda parçacık üretir. Her yöne fırlamadan önce birbirlerine herhangi bir şekilde çarpıp çarpmadıklarını görmek ilginç olacaktır.
İki parçacık birbirine yakın üretilirse ve benzer momentumlara ve yönlere sahipse, kuantum istatistiğine, Coulomb kuvvetine ve güçlü etkileşimlere maruz kalabilirler. Bir döteron artı proton veya kaon gibi başka bir hadron içeren bir sistem temelde üç cisimli bir sistemdir. Bu nedenle, döteronlar, kaonlar ve protonlar arasındaki korelasyonların ölçülmesinin üç cisim sistemi etkileşimlerini göstereceği tahmin edilmekte.
ALICE ekibi, 13 TeV kütle merkezi enerjisine sahip yüksek çokluklu proton-proton çarpışmalarında bu korelasyonları araştırmak için olağanüstü parçacık tanımlama yeteneklerini kullanmakta. Sonuçta, belirli göreli momentumlara sahip iki parçacığı tespit etme olasılığının, momentumlarının tamamen bağımsız veya ilişkisiz olması durumunda tahmin edilenden nasıl farklı olduğunu açıklayan bir korelasyon fonksiyonu elde edilir.
En Güncel Derlemelerimize de Buradan Erişebilirsiniz;
- İhtiyaçlarını Düşünürken Cebini İhmal Etmeyenlere: Ütü Fiyatları Karşılaştırması
- Brown Hareketi ve Parçacıklar Üzerine Etkisi
- Yapay Zekaya Yaratıcılığı Öğretmek Mümkün mü?
Korelasyonun olmadığı durumlarda, fonksiyon birlik değerine sahiptir. Birden büyük bir değer çekici etkileşim, birden küçük bir değer ise itici etkileşim anlamına gelir.
Üç Cisim Problemi ve Korelasyonlar
Hem kaon-döteron hem de proton-döteron korelasyon fonksiyonları düşük bağıl enine momentlerde birlikten daha azdır ve bu da genel bir itici etkileşime işaret eder. Kaon-döteron korelasyon araştırması, döteronlar ve protonlar veya kaonlar arasındaki bağıl mesafelerin 2 fm civarında oldukça mütevazı olduğunu ortaya koymakta.
Kaon-döteron korelasyonları en iyi şekilde hem Coulomb etkileşimini hem de kaon ile döteryum arasındaki güçlü etkileşimi içeren iki cisim modeli ile açıklanmaktadır. Buna karşılık, aynı başarılı iki cisim yaklaşımı proton-döteron korelasyonlarını açıklamakta başarısız olur ve döteronun yapısını dikkate alan tam bir üç cisim hesaplamasına ihtiyaç duyar.
Etkin iki cisim hesaplaması ile donatılmış (solda) kaon-döteron ve tam üç cisim hesaplaması ile donatılmış (sağda) proton-döteronda bağıl momentumun bir fonksiyonu olarak ölçülen korelasyon fonksiyonu. | Kredi: ATLAS/CERN
Hem iki hem de üç cisim güçlü etkileşimlerini hesaba katan teorik hesaplamalar, kanıtların mükemmel bir tanımını sağlar. Bu, korelasyon fonksiyonunun üç nükleonlu sistemin kısa menzilli dinamiklerine ne kadar duyarlı olduğunu vurguluyor.
Kısa mesafelerdeki korelasyon ölçümleri, LHC‘de üç cisim sistemlerini incelemek için benzersiz bir yol olup, bu tür araştırmaları diğer hadronlara genişletme imkanı sunmaktadır. LHC’nin 3. ve 4. Çalışmalarından elde edilen verilerle benzer bir strateji kullanılarak, aksi takdirde deneysel olarak mevcut olmayan garip ve çekicilik sektörlerindeki üç-baryon sistemlerinin incelenmesi planlanmaktadır.
Haberin kaynağı: phys.org/news/2024-09-alice-probes-strong-interaction-body.html
Derleyen: Erdem Gözay
