İki atom çekirdeği neredeyse ışık hızında çarpıştığında, kuarkların ve gluonların serbestçe dolaştığı, doğadaki her şeyden daha sıcak, neredeyse mükemmel bir akışkan olan kuark-gluon plazmasına erir. Fizikçiler yıllardır plazmanın muazzam girdaplığını ve elektromanyetik alanlarını inceliyor; ancak en temel özelliklerinden biri büyük ölçüde keşfedilmemiş durumda: patlayıcı genişlemesinin arkasındaki güç olan ivme.
Fudan Üniversitesi'nden Yu-Gang Ma ve Xu-Guang Huang liderliğindeki ekip, bu ivmenin ilk sistematik haritasını çıkardı. İki köklü taşıma modelini, kesikli parçacık dağılımlarını sürekli hız alanlarına dönüştüren bir yumuşatma tekniğiyle birleştirerek ivmenin 3,5 GeV'den 2,76 TeV'ye uzanan çarpışma enerjilerinde nasıl biriktiğini izledi. Nuclear Science and Techniques'te yayımlanan sonuçlar, birkaç yüz MeV'lik tepe uygun ivmeler ortaya koyuyor — Dünya'da şimdiye dek üretilen en güçlü ivmelerden bazıları.
Simülasyonlar, enine ivmenin her zaman dışa doğru yöneldiğini ve basıncın dik biçimde düştüğü, entalpi yoğunluğunun düşük olduğu ateş topunun kenarında en güçlü olduğunu gösteriyor. Düşük çarpışma enerjilerinde çekirdek durması, yaklaşık 500 MeV'ye varan erken yavaşlama üretirken; ultra-göreli enerjilerde hızla geçen çekirdekler yeni doğmuş plazmayı keskin ivme darbelerine sürüklüyor. Aşırı ivme her zaman sınırda yoğunlaştığı için genel desen, çarpışmanın ne kadar kafa kafaya olduğuna yalnızca zayıf biçimde bağlı.
Bulgu derin bir anlama sahip olabilir. Unruh etkisi yoluyla — ivmelenen bir gözlemcinin vakumu sıcak bir banyo olarak algılaması — birkaç yüz MeV'lik ivme, kuark-hadron geçiş sıcaklığıyla karşılaştırılabilir sıcaklıkları taklit edebilir. Bu da ivmenin, güçlü etkileşen maddenin faz yapısını yeni bir "ivme ekseni" boyunca yeniden şekillendirebileceğini, kiral ve hapsolma geçişlerini etkileyebileceğini, yeni taşıma olguları yaratabileceğini ve RHIC ile LHC'deki köklü spin bulmacalarını açıklamaya yardımcı olabilecek biçimde parçacık spinlerini kutuplayabileceğini düşündürüyor.
"Sıcaklık ve yoğunluk maddenin faz diyagramını nasıl tanımlıyorsa, ivme de o diyagramın yeni bir eksenini açabilir" dedi Profesör Huang. Ekip şimdi gerçekçi hidrodinamik evrimi dahil etmeyi ve en sıcak akışkanın gizli motorunu teste tabi tutabilecek deneysel gözlemlenebilirleri — hiperon spin polarizasyon desenleri gibi — belirlemeyi planlıyor.
