Poznać materię i zrozumieć ewolucję Wszechświata

Dr hab. inż. Hanna Zbroszczyk, prof. uczelni z Wydziału Fizyki Politechniki Warszawskiej została laureatką konkursu SONATA BIS organizowanego przez Narodowe Centrum Nauki. W ramach projektu powstanie nowy zespół, który zajmie się badaniami z zakresu astrofizyki.

Naukowcy z PW będą ściśle współpracować w ramach dwóch eksperymentów przeprowadzonych w GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung w Darmstadt / FAIR: Facility for Antiproton and Ion Badania: HADES (już działa) i CBM (jest w fazie budowy).

– Wyniki prawie trzech dekad badań relatywistycznych zderzeń ciężkich jonów, a w szczególności dekady związanej z użyciem największych akceleratorów: LHC w CERN i RHIC w BNL, doprowadziły do wytworzenia nowego stanu materii, w którym zostają uwolnione tak zwane kwarkowe stopnie swobody, czyli najmniejsze, a zarazem niepodzielne składniki materii – wyjaśnia prof. Zbroszczyk.

Poznać gwiazdy neutronowe

Dotychczasowe wyniki opisywały warunki dla wysokiej temperatury i niskich wartości barionowego potencjału chemicznego, gdzie wzajemne proporcje barionów i antybarionów są prawie identyczne. Stosując mniejsze energie zderzenia cząstek elementarnych i ciężkich jonów, możliwe jest zbadanie właściwości materii o niższej temperaturze i wyższych wartościach gęstości barionów.

– Naszym celem jest zbadanie diagramu fazowego chromodynamiki kwantowej w dotychczas niezbadanym rejonie diagramu fazowego, istotnym dla jednego z najgorętszych ostatnio tematów astrofizyki –  gwiazd neutronowych – wyjaśnia prof. Zbroszczyk.

Bardzo ważny dla badań będzie eksperyment CBM. Jego unikalne możliwości przetwarzania bardzo dużej liczby danych w jednostce czasu i szybkość interakcji pozwolą uzyskać bardzo precyzyjne wyniki pomiarów.

– Jak dotąd zaproponowano kilka metod badania obszarów gęstości barionowych w gwiazdach neutronowych – tłumaczy prof. Zbroszczyk. – My skupiamy się na korelacjach cząstek.

Nowe kierunki badań

Poszukiwane przez naukowców efekty są ważnym elementem naszej wiedzy na temat budowy i właściwości materii.

– Jesteśmy przekonani, że nasze wyniki przyczynią się do wyznaczenia nowych kierunków badań w fizyce relatywistycznych reakcji jądrowych – mówi prof. Zbroszczyk. – Wyniki tych badań odnoszą się również bezpośrednio do zrozumienia pierwszych momentów ewolucji Wszechświata.

Projekt „Eksploracja Diagramu Fazowego QCD Silnie Oddziałującej Materii w Eksperymentach HADES i CBM w GSI/FAIR” jest finansowany przez Narodowe Centrum Nauki (konkurs SONATA BIS 10)

Kierownik projektu: dr hab. inż. Hanna Zbroszczyk, prof. uczelni

Czas realizacji projektu: kwiecień 2021 – kwiecień 2026