A nehézion ütközésekben létrehozott új anyag tulajdonságainak vizsgálata = Investigation of a new form of matter produced in heavy ion reactions

摘要

Eredményeinket két, igen jelentős nemzetközi visszhangot kiváltó publikáció foglalja mintegy keretbe. Az első a PHENIX kollaboráció működésének első 5 évét összefoglaló munka. Legfontosabb megállapítása, hogy a RHIC gyorsító Au+Au ütközéseiben egy új, igen forró és sűrű anyagforma jön létre, amely a várakozásokkal ellentétben nem az aszimptotikus szabadság következményeként várható, szinte kölcsönhatás mentes kvarkok és gluonok gázaként, hanem egymással erősen kölcsönható szabadsági fokok folyadékaként viselkedik. Ennek a cikknek és a tökéletes kvarkfolyadék felfedezésének kiemelkedő sikerét a kiemelkedő számú, a zárójelentés beadásáig beérkezett 869 hivatkozás is mutatja. A Phys. Rev. Lettersben 2010 elején publikált PHENIX-e cikkünk pedig az első szakfolyóiratban megjelent olyan cikk volt, amely a hadronok létezésének határhőmérsékletét lényegesen meghaladó 300 MeV-es hőmérséklet értékeket közölt szakmai folyóiratokban. Ezek az adatok a RHIC-nél előállított kvark-gluon plazma hőmérsékletének első kísérleti meghatározását jelentik. Ezeket a kísérleti eredményeket részletes elméleti hidrodinamikai publikációkkal is alátámasztottuk. Számos új és alapvető elméleti eredményt értünk el továbbá a nem-extenzív termodinamika elméletében és nehézion fizikai alkalmazásaiban, továbbfejlesztettük az ALCOR és a Buda-Lund modelleket, új eredményeket értünk el a kvantum-statisztikus korrelációk és kvantum-optikai módszerek nagyenergiás fizikai alkalmazásai területén. | Two renowned papers highlight the main results of this OTKA project. The first paper summarized the results of the first years of PHENIX measurements at RHIC. This paper reported, that in Au+Au collisions at RHIC a new, hot and dense form of matter is created. Expectations suggested that at high temperatures and energy densities a gas of quasi free quarks and gluons will be created. Instead, a fluid phase consisting of strongly interacting quarks and gluons has been observed. This paper and the discovery of a nearly perfect fluid at RHIC received 869 citations by the time of filing this grant report. Another milestone PHENIX paper was published in the Physical Review Letters in early 2010 about the direct photon spectrum in Au+Au collisions at RHIC. For the first time in a refereed scientific journal, initial temperatures of at least 300 MeV were reported. These data indicate the first experimental determination of the initial temperature of the quark-gluon plasma created in Au+Au collisions at RHIC. We have supplemented these results with detailed theoretical publications. We have published fundamental theoretical papers in the theory of non-extensive thermodynamics and its applications in high energy heavy ion physics, we have continued to develop the ALCOR and the Buda-Lund hydrodynamical models, and achieved several new results in the field of quantum-statistical correlations and the applications of quantum-optical methods to the field of high energy physics.