University of Helsinki
CMS-kokeessa on havaittu uusi ilmiö protonien ja lyijy-ytimien törmäyksissä. Havainto tehtiin tutkimalla pilottiajon n. kahta miljoonaa törmäystapahtumaa CERN:n LHC-törmäyttimessä. Ilmiössä havaitaan, että törmäyspisteestä pois sinkoavat hiukkasparit lentävät suurella todennäköisyydellä samaan suuntaan (kuva 1). Tämä tarkoittaa, että niillä on täytynyt olla joku tapa “kommunikoida”, ts. vuorovaikuttaa, keskenään. Sama ilmiö on aiemmin havaittu lyijy-ytimien törmäyksissä raskasionitörmäyttimissä sekä myös pari vuotta sitten ensimmäistä kertaa kahden protonin törmäyksissä CMS-kokeessa.
- Kuva 1: Kahden protoni-lyijy-ydin törmäyksessä syntyneen hiukkasen välinen kulmajakauma tapauksissa, joissa on syntynyt alle 35 jälkeä (vasen), ja tapauksissa, joissa on syntynyt yli 110 jälkeä (oikea). Lähde: CMS-PAS-HIN-12-015
Ilmiölle etsitään edelleen fysikaalista selitystä. Yllättäväksi ilmiön tekee se, että kvarkki-gluoni plasman muodostumista pidetään mahdottomana protonien ja lyijy-ytimien välisissä törmäyksissä. Siksi toistaiseksi suosituin selitys ilmiölle on, että kyseessä olisi uusi jo aiemmin ennustettu aineen olomuoto, ns. color glass condensate, jossa atomiytimen rakenneosasia yhteensitovat gluonit käyttäyvät hetken aikaa nesteenomaisesti.
Lisää protonien ja lyijy-ytimien törmäyksiä on luvassa LHC-törmäyttimellä, kun varsinaiset törmäysajot alkavat tammikuussa.