相对论重离子对撞机运转19年将接着寻觅从质子和中子到夸克 - 胶子等离子体过渡的要害点。

纽约州UPTON市1月2日标记着相对论重离子对撞机(RHIC)19年物理运转的发动，这是燃料部科学办公室在布鲁克海文实验室发展核物理探讨的使用者设备。物理学家将发展一系列实验，探寻创新的光束冷却技艺，并进一步绘制各式能量磕碰发生的要求。核物理学的终归指标是充分理解核物质的举止 - 组成原子核的质子和中子以及那一些粒子的构成结构块，称为夸克和胶子。

众多早期的实验在RHIC以不同的能量磕碰金离子，这声明了能量磕碰会发生极其温度(数万亿摄氏度)。这点磕碰将夸克和胶子从单独的质子和中子中释放出去，造成夸克和胶子的热汤，模仿早期宇宙在质子，中子或原子造成此前的样子。

“这一次运转的最重要的指标是下降磕碰能量，探寻核相图的低能量部分，以帮助确定发生这类夸克 - 胶子等离子体所需的要求，”丹尼尔·塞布拉说。 RHIC的STAR实验。作为加州大学戴维斯分校的教授，Cebra正好休假，去布鲁克海文帮助协调本年的实验。

STAR本质上是一个房屋尺寸的数码相机，具备众多不同的探测器体系，用于跟进磕碰中发生的粒子。核物理学家剖析粒子和特征的混合，比如他们的能量和轨迹，以理解离子磕碰时发生的要求。

经过在各式低能量下磕碰金离子，包括一束金离子撞击固定指标而非是反重复光束的磕碰，RHIC物理学家将寻觅所谓的“临界点”的迹象。核相图上的一种点 - 夸克和胶子在不同要求下的相位图 - 从平凡物质到自由夸克和胶子的转变从平滑物质转变为忽然的相移，物质的两种状况可行共存。

STAR得到更广大的视野

STAR将具有新组件，以提升其捕获这点磕碰中的动作的能力。这点包括时间投影室(TPC)的新里面地域 - 充满气体的室内颗粒从夸克 - 胶子等离子体中的原点穿过到穿过大圆柱形磁体的内壁和外壁的感性电子器件。在新的航段后面还将有个“飞行时间”(ToF)墙放置在此中一种STAR端盖上。

“这点最重要的目的是经过提升STAR的接纳度来提升STAR对要害点签名的感性度 - 根本上是在磕碰相片中捕获的视野 - 大约50%，”副主席James Dunlop说道。布鲁克海文实验室物理系的核物理。

“这两个构成部分都有相当大的世界奉献，”邓禄普指明。“iTPC部门的相当大一部分建造是由STAR在的合作机构达成的。端盖ToF是在德国反质子和离子探讨设备(FAIR)中为称为紧缩重子物质(CBM)的实验建立的探测器的原型。RHIC的早期测试将使CBM能够见到探测器组件在FAIR安装此前在实质要求下的体现如何，同一时间为互利物理计划提供必需设施的合作，“他说。

电子冷却测试

在2月中旬磕碰实验最初此前，RHIC物理学家将测试提速器的一种新组件，旨在第一大限制地提升低能量磕碰率。“咱们从往日的经历中理解到，RHIC在低能量下的操作面对着多重挑战，”Run 19的RHIC Run协调员Chuyu Liu显示。“最难题的是，紧密集中的离子常常会升温并散开，由于他们在提速器环中重复。“

这让得一种光束中的离子不太可能撞击另一种光束中的离子。

为了抵消这类加热/分散，RHIC的提速器物理学家增添了一条光束线，将提速的“冷”电子带入每个RHIC环的一部分，以从重复离子中提取热量。这与经过家庭用冰箱的液体提取热量以维持食物凉爽的形式十分类似。可是，与冷冻冰淇淋或冷分割比较，结果是更紧密堆积的离子束，当反向重复光束交叉时应当导致更多的磕碰。

昨年，由Alexei Fedotov领导的团队声明电子束具备冷却所需的根本特性。通过屡次进级以进一步提升光束品质和稳固性，本年的指标是声明电子束实质上可行冷却金离子束。目的是达成对该技艺的微调，以便明年可用于物理课程。

布鲁克海文的核与粒子物理副主任实验室主任伯恩特·穆勒指明，“这十九年的运作再一次声明了RHIC团队 - 提速器物理学家和实验家 - 如何接着探寻创新技艺和方法来扩展物理学的能力。全球上最通用的粒子提速器。“