Детектор STAR (для соленоидального трекера в RHIC) является одним из четырех экспериментов на релятивистском ионном коллайдере (RHIC) в Брукхейвенской национальной лаборатории, США.
Первичная научная задача STAR заключается в изучении формирования и характеристик кварк-глюонной плазмы (QGP), состояния материи, которое, как считается, существует при достаточно высоких плотностях энергии. Обнаружение и понимание QGP позволяет физикам лучше понять Вселенную за секунды после Большого Взрыва, когда были установлены наблюдаемые в настоящее время симметрии (и асимметрии) Вселенной.
В отличие от других физических экспериментов, где теоретическое предсказание может быть проверено непосредственно одним измерением, STAR должна использовать множество одновременных исследований, чтобы сделать серьезные выводы о QGP. Это связано как с сложностью системы, сформированной в ядерном столкновении высоких энергий, так и с неизведанным ландшафтом изученной физики. Поэтому STAR состоит из нескольких типов детекторов, каждый из которых специализируется на обнаружении определенных типов частиц или характеризует их движение. Эти детекторы работают вместе в расширенном сборе данных и последующем физическом анализе, который позволяет делать окончательные заявления о столкновении.
Физика STAR
Вскоре после Большого взрыва расширяющееся вещество было настолько жарким и плотным, что протонов и нейтронов не могло существовать. Вместо этого ранняя вселенная включала плазму кварков и глюонов, которые в современной прохладной вселенной ограничены и существуют только внутри составных частиц (связанных состояний) адронов, таких как протоны и нейтроны. Столкновения тяжелых ядер при достаточно высоких энергиях позволяют физикам исследовать, деформируются ли кварки и глюоны при высоких плотностях, и если да, то каковы свойства этого вещества (т. Е. Кварковая глюонная плазма).
В частности, STAR изучает коллективное расширение горячего кварк-глюонного вещества, такое как эллиптический поток. Это позволяет извлекать транспортные коэффициенты, характеризующие кварк-глюонное вещество, включая сдвиговую и объемную вязкость, и исследовать макроскопические квантовые явления, такие как хиральный магнитный эффект