FEMTOSCOPY



Valid HTML 4.01 Transitional
Valid CSS3
Creative Commons License
7600
CsM

Üdvözöljük a femtoszkópiai kutatócsoport honlapján!

Eredmények

2014-es eredmények

2014 igen fontos év volt a kutatásaink szempontjából, elsősorban a TOTEM kísérletben végzett munkánk kezdett beérni. Ennek jele, hogy témavezetőnket megválasztották a TOTEM Editorial Board tagjának, ilyen módon valamennyi TOTEM cikk véglegesítésében közvetlen felelősséget kaptunk, az arXiv.org adatbázisba szintén ő viszi fel a TOTEM cikkeit 2014-től. Megszületett az első közös cikk a CMS és a TOTEM kollaborációk együttműködéséből, mely rekord nagyságú pszeudorapiditás intervallumon határozta meg a töltött részecskék sűrűségeloszlását. A CMS-TOTEM közös Editorial Board munkájában szintén részt vettünk. Legkiemelkedőbb eredményünk ezen a területen mégis a Nemes Frigyes doktorandusz közvetlen munkájával és a cikkért felelős szerzőként történt megnevezésével született TOTEM cikkünk, mely a CERN LHC gyorsító proton-nyalábjának az optikáját közvetlenül a TOTEM adatokból kalibrálja. Ez a cikkünk a New Journal of Physics-ben jelent meg, és eredetisége, innovatív tartalma miatt bekerült az Institute of Physics (IOP) 2014-es cikk válogatásába. Ebből a folyóiratból mindössze két részecskefizikai cikket választott ki az IOP hasonló kiemelésre. A TOTEM adatok értelmezésére a Bialas-Bzdak modell általánosított változatait dolgoztuk ki, első eredményeink a geometriai skálázás megjelenésére, és egy új skálaösszefüggés létezésére utalnak. A 7 TeV-es TOTEM rugalmas proton-proton szórási adatokat a Glauber-Velasco modell segítségével is sikerült konzisztens módon értelmeznünk, mely eredményről a Harvard Egyetem Nobel-díjas kutatója, Glauber professzor úr tartott internetes előadást az általunk Gyöngyösön megszervezett WPCF 2014 (10th Workshop on Particle Correlations and Femtoscopy) világkonferencián, és amely eredményt témavezetőnk meghívott előadásban ismertette két, Kyotóban illetve Kréta szigetén megrendezett rangos nemzetközi konferencián is.

PHENIX-es kutatásaink fő eredménye, hogy a PHENIX Roy Lacey professzor úr által vezetett Stony Brook-i csoportja által előkészített cikk nem-monoton viselkedést talált a HBT sugarak gerjesztési függvényében. Ez a kutatásaink fő témájának, a QCD kritikus pontjának a közelségére utal. Roy Lacey professzor úr ezt az eredményt részletesen ismertette a már említett WPCF 2014 világkonferencián, és ezzel új lendületet nyert a PHENIX-es csoportunk aktivitása is, melynek éppen ezen a területen folynak az adatelemzései. 2015 során Csanád Máté és Nagy Márton is több hónapos Stony Brook-i tartózkodásra kap lehetőséget Roy Lacey professzor úr csoportjában: a 2014 során beadott pályázataik eredményes elbírálást kaptak e részjelentés lezárása előtt.

A PHENIX-es kutatásainkhoz kapcsolódóan fontos elméleti áttöréseket értünk el 2014 során: feltártuk a tűzgömb hidrodinamika forgó, egzakt megoldásait (Csörgő, Nagy) és a fluktuáló kezdeti feltételek figyelembevételére alkalmas egzakt megoldásait (Csanád) is. Ez utóbbiból kiszámolt megfigyelhető mennyiségek a PHENIX adatokkal összhangban levőnek bizonyultak. Csernai professzor úrral közös publikációban (Csernai-Wang-Csörgő) a numerikus hidrodinamikai megoldások és az analitikus megoldások komplementer jellegét és a teljes impulzusmomentum figyelembevételének a fontosságát domborítottuk ki.

Sikeresen folytattuk az előkészítő számításokat a forró és sűrű hadronikus anyagban módosult hadronok, különösen a barion oktett és az (axiál)vektormezonok tulajdonságainak az elméleti vizsgálatában, és a 2014-es Zimányi Nehézionfizikai Téli Iskolán Wolf György már az eta és az eta' mezonok közegbeli módosulásának elméletét is ismertethette. Csanád Máté és Krizsán Levente ifjú kutató pedig publikálta az első olyan analitikus hidrodinamikai számítást, amelyben a dilepton-spektrum módosulását a hadronikus közeg időbeli lefolyásának főbb paraméterei függvényében vizsgálja.

A projekt témájában, fontos résztvevőinek témavezetésével ketten BSc, egy hallgató MSc diplomát szerzett (Máthé Gergely és Szabó András, illetve Lökös Sándor). Témavezetői munkánk eredményeként továbbá két (második illetve harmadik díjas) TDK dolgozat is született a 2014-es évben.

Nemzetközi és Magyarországon belüli kapcsolataink fenntartása és erősítése szempontjából is eredményes évet zártunk, ugyanis 2014 augusztusában megrendeztük a jubileumi, 10. WPCF konferenciát. Erre Gyöngyösön, az ELTE, a Károly Róber Főiskola és a Wigner Fizikai Kutatóközpont közös rendezvényeként került sor. A Worshop on Particle Correlations and Femtoscopy (WPCF) rendezvénysorozat a femtoszkópia szakterületének legfontosabb éves nemzetközi konferenciája. Ezen felül szokás szerint 2014-ben is megrendeztük Zimányi Nehézionfizikai Téli Iskolát, amely a normafai katasztrófahelyzet ellenére, többszörös kényszerű helyszínmódosítással, de sikeresen lezajlott. A rendkívüli körülmények között a Zimányi Iskola elnöke, Csanád Máté is rendkívüli szervezői képességekről tett tanúbizonyságot. A rendezvény társelnöke Kovács Péter, tiszteletbeli elnöke pedig Csörgő Tamás volt.

2013-as eredmények

2013 során végzett kutatásainkat elméleti, illetve PHENIX-es és TOTEM-es kísérleti területeken folytattuk, melyeket a femtoszkópia módszerének alkalmazásai, illetve a kutatók személyei kötnek össze.

A pályázati periódus első két évében 68 publikációnk született az OTKA támogatásával. Ezt kiegészíti további 22 olyan PHENIX-es konferencia publikáció, amely referált folyóiratban, a Nucl. Phys. A-ban jelent meg 2013 során.

2013-ban is számos meghívott előadást tartottunk, melyek közül kiemelhető Csanád Máté meghívott, összefoglaló előadása a chicago-i International Symposium on Multiparticle Dynamics konferencián, melyben nem csak a TOTEM, hanem valamennyi LHC kísérlet diffraktív p+p szórással kapcsolatos legújabb eredményeit tekintette át.

Csörgő Tamás a Low-X 2013 konferencián tartott meghívott előadásában ismertethette a rugalmas p+p szórás adatainak értelmezésében Glauber professzor úrral és Nemes Frigyes doktorandusszal közösen elért femtoszkópiai eredményeit. A kaon femtoszkópia területén pedig Vértesi Róbert tartott összefoglaló, áttekintő jellegű előadást a 2013-as Workshop for Particle Correlations and Femtoscopy (WPCF 2013, Acireale, Szicília, Olaszország) rendezvényen a PHENIX és a STAR kísérlet eredményeiről OTKA témánk támogatásával.

Nemes Frigyes a TOTEM kísérlet nevében tarthatott meghívott előadást a 7th Joint International Hadron Structure'13 konferencián, Szlovákiában, ami a PhD fokozatának megszerzése előtt Nemes Frigyes által kivívott, komoly elismerésnek számít a TOTEM kísérlet felől. Ezt megalapozza a csoportunk tagjai által a TOTEM-es belső fórumokon tartott mintegy 24 belső előadás, melynek címeit a totem.kfki.hu/szerepunk oldalon tettük közzé. A TOTEM kísérlet belső szabályai szerint az előadások anyagai csak a jelszóval védett területen olvashatóak.

A TOTEM kollaboráció keretében 2013 során főleg az LHC nyaláb optika adatokból történő kalibrációjával járultunk hozzá a TOTEM kísérlet sikeréhez, és ahhoz, hogy 2013 során teljesíteni tudjuk fő fizikai céljainkat, az LHC 7 és 8 TeVes energiáin a p+p ütközések teljes hatáskeresztmetszetének a luminozitás-független módszerrel történő meghatározását. 7 TeV-es mérésünk az "EPL Editors' Choice" kiemelést kapta, 8 TeV-es méréseink eredményét pedig a rangos Physical Review Letters folyóiratban publikáltuk. A magyar TOTEM létszámának arányától lényegesen fontosabb szerepet játszott 2013-ban, többek között a TOTEM előreszórt protonokat mérő adatfelvételében és a p+Pb ütközések vizsgálatában való részvételével, valamint a különböző LHC optikai adatok kalibrálásával és a rugalmas p+p ütközések differenciális hatáskeresztmetszetének értelmezésével. 2013 során, az OTKA Természettudományi és Műszaki Szakkollégiumának elnöke engedélyével, végre sikerült rendeznünk a TOTEM kísérlet felé fennálló elmaradt korábbi tagdíjaink tovább már nem halasztható kifizetését is, melynek fedezetét kutatási témánk engedélyezett belső átcsoportosításaival teremtjük elő.

2013 során publikáltuk a PHENIX dilepton spektrum elemzését a RHIC 200 GeV-es Au+Au ütközéseiben, arXiv:1211.1166, és részletesebb, centralitás és pt függő adatok szimulációit is elkezdtük ezen eredmények alátámasztására. A dilepton spektrum analízisünk és a publikált HBT adatok elemzésének összevetéséből 400 MeV és 757 MeV közé korlátoztuk a forró és sűrű hadronanyagban propagáló eta' mezon tömege. A Wigner FK Számítógéphálózati Központ előírta a szimulációs klaszterünk cseréjét, amely jelentősen igénybe vette emberi erőforrásainkat, és beruházási keretünket is. Lényegében a szimulációs és adatanalízis klaszterünk szoftvereinek újra installálása brookhaveni segítség igénybevételét (M. Purschke) és két fő (Sziklai János, Vargyas Márton) munkaidejének lekötését jelentette, a részletes pt és centralitásfüggő adatok kiértékeléséhez szükséges szimulációkat várhatóan 2014 során végezhetjük el.

2013-ben is megrendeztük, Csanád Máté szervezésében, Csörgő Tamás tiszteletbeli elnöksége mellett, az év végi Zimányi Nehézionfizikai Téli Iskolát, amely a 13. volt a sorban, a tavalyi rekordot beállító, 82 regisztrált résztvevői létszámmal, ezen belül 35 fős diák részvétellel: http://zimanyischool.kfki.hu/13/participants.

A 2013-as Zimányi Nehézionfizikai Téli Iskolán ünnepeltük meg Magyarország, ezen belül a Debreceni Egyetem, az ELTE és a MTA KFKI RMKI (ill. jogutódjaként az MTA Wigner FK, RMI) csatlakozását a PHENIX kísérlethez. Megtisztelte rendezvényünket a PHENIX kísérlet három korábbi tudományos vezetője (spokesperson-je): Shoji Nagamiya (RIKEN, Japán) a PHENIX kísérlet alapítója, W. A. Zajc (Columbia Egyetem, New York, USA), aki vezetése alatt fedezte fel a PHENIX a többi három RHIC kísérlettel összhangban azt, hogy a jelenleg ember által elért legmagasabb hőmérsékleteken az anyag halmazállapota közel tökéletes folyadéknak felel meg, B. Jacak (SUNY Stony Brook, USA) vezetése alatt pedig a PHENIX kísérlet publikálta az első olyan hőmérséklet mérést, amely szerint ennek a tökéletes folyadéknak a kezdeti hőmérséklete magasabb a hadronok létezésének Hagedorn-féle felső határhőmérsékletétől. Barbara Jacak Ortvay Kollokviumban ismertette a PHENIX kísérlet d+Au méréseinek legújabb eredményeit, melyek szerint a tökéletes kvarkfolyadék kis cseppjei már a RHIC 200 GeV-es d+Au ütközéseiben is megjelennek. Nagamiya professzor úr pedig Wigner RMKI Kollokvium kereteiben tartott áttekintő előadást Japán gyorsító projektjeiről.

Roy Lacey kutatótársunk is rendkívül érdekes eredményekről számolt be a 2013-as Zimányi Nehézionfizikai Téli Iskolán: ismertette a kinematikai viszkozitás mérésének legújabb technikáit, melyek alapján úgy tűnik, hogy a RHIC energiákon a tökéletes kvarkfolyadék kinematikai viszkozitása alacsonyabb, mint az LHC energiákon, ami azt jelezheti, hogy az LHC energiák már jóval a QCD fázisátmenet eléréséhez és a QCD kritikus pont kutatásához szükséges energiák felett vannak. A 2013-as Zimányi Nehézionfizikai Téli Iskola alkalmából Csörgő Tamás összefoglalta a PHENIX kísérletben dolgozó magyar kutatók 10 év alatt elért legfontosabb eredményeit, bejelentette, hogy a Debreceni Egyetem csoportja kilépett az informális, közös granttal nem rendelkező, laza együttműködésből is, és leköszönt a PHENIX - Magyarország projekt további koordinálásáról. Csörgő Tamás megbízta Csanád Mátét hogy a PHENIX különböző továbbfejlesztett, jogutód kísérleteiben, az s/f/e/PHENIX kísérletekben vezesse tovább a magyar csoport tevékenységét, de továbbra is koordinálja a Wigner FK PHENIX csoportjának tevékenységét.

Számos új elméleti eredményt is publikáltunk, illetve mutattunk be konferenciákok, ezek közül kiemelkednek az alábbiak:

Nemes Frigyes és Csörgő Tamás a Bialas-Bzdak modellt továbbfejlesztette, hogy az pontosabban, a diffraktív minimum és maximum környékén is helyesen írja le a p+p rugalmas szórás diffraktív hatáskeresztmetszetét, mely alapjána finomította a protonok femtoszkópiai képét 7 TeV-es energián. További finomítás szükséges a teljes t intervallumban való statisztikailag elfogadható pontosságú leírás eléréséhez, amihez várhatóan a Bialas-Bzdak modell unitarizálására van szükség.

A Wolf György vezette dilepton szakértőkből álló elméleti csoport (Kovács Péter, Wolf György és Zétényi Miklós) 2013-as kutatásai főleg az eta és az eta' mezonok tömegének és bomlási szélességeinek T= 0 hőmérsékleten történő leírására fókuszáltak. Eredményeiket számos konferencia előadáson és néhány cikkben ismertették. Eredményeiket a véges, hidrodinamikai számításokhoz szükséges T > 140 MeV-es hőmérséklet tartományba várhatóan a kutatási periódus második felére tudják majd kiterjeszteni.

Csanád Máté a WPCF 2013-on, Olaszországban bemutatott előadásában ismertette a relativisztikus hidrodinamika olyan új egzakt megoldásait, amely a kezdeti feltételekben megjelenő hőmérséklet-fluktuációk analitikus, egzakt megoldásokban történő figyelembevételét teszi lehetővé, a másod és negyedrendű folyási paraméterek megváltoztatása nélkül. Csörgő Tamás és Nagy Márton pedig a nem-relativisztikus hidrodinamika új, forgó megoldásait küldte be publikálásra, és Barna Imre Ferenccel közös előadásban ismertették az ezen megoldásokból származtatott megfigyelhető mennyiségek kiszámolását is. Várhatóan ezeknek az eredményeknek a publikálására már 2014 során kerül majd sor.

2013 második felében az OTKA Természettudományi és Műszaki Szakkollégiumának elnöki engedélyével a kutatásainkban résztvevők személyeit, szerepeit aktualizáltuk, figyelembe véve a nemzetközi szerepvállalásokban történt változásokat. Legfontosabb a személyi változások közül Csernai Lászlónak, a bergeni egyetem fizikus professzorának csatlakozása az OTKA pályázatunkhoz, amivel egy erős numerikus hidrodinamikai módszereket alkalmazó csoport is bekapcsolódott az OTKA témánk kivitelezésébe, részvételük várhatóan különösen fontos lesz a QCD kritikus pontjának kísérleti keresésében. Más apróbb személyi illetve FTE változásokkal is felkészültünk kutatásaink időszakának második felére.

2012-es eredmények

A pályázati periódus első évében 35 publikációnk született az OTKA támogatásával, számos meghívott előadást tartottunk, melyek közül kiemelhető Csörgő Tamás két előadása az Európai Akadémia bergeni ülésén, Vértesi Róbert PHENIX-es előadása a Hot Quarks 2012 konferencián, Cagliariban, Nemes Frigyes TOTEM-es előadása a paphos-i Low-x Meetingen és Sziklai János TOTEM-es előadása Kielce-ben az ISMD 2012 konferencián. A TOTEM kollaboráció keretében, a TOTEM Detektor Kontroll rendszerének fejlesztésével (DCS) és az LHC nyaláb optika TOTEM adatokból történő kalibrációjával lényegesen járultunk hozzá a TOTEM kísérlet sikeréhez, és ahhoz, hogy 2012 elején az LHC 7 TeV-es tömegközépponti energiájú p+p ütközéseinek teljes hatáskeresztmetszetét meghatározó cikkünk bekerüljön az év legjobb cikkei közé, az "EPL Bests of 2011" sorozatba. 2012 során Csörgő Tamás elnyerte az USA Külügyminisztérium kiemelt dicséretét, és Charles Simonyi Alapítvány ösztöndíját, Wolf György koreai társszerzőkkel írt kiemelten fontos cikket az U_A(1) szimmetria véges hőmérsékleten történő közelítő helyreállásáról és az eta' mezon ezzel kapcsolatos tömegcsökkenéséről, Zétényi Miklóssal írt pion-nukleon kölcsönhatásban történő dilepton keletkezést leíró cikke pedig a Physical Review C-ben az ajánlott, Editors' Choice kiemelést kapott.

Publikálásra beküldtük a dilepton spektrum elemzését a RHIC 200 GeV-es Au+Au ütközéseiben, arXiv:1211.1166, és a részletesebb, centralitás és pt függő adatok első szimulációit is elvégeztük ezen eredmények alátámasztására. A dilepton spektrum analízisünk és a publikált HBT adatok elemzésének összevetéséből 400 MeV és 757 MeV közé korlátozható a forró és sűrű hadronanyagban propagáló eta' mezon tömege.

PHENIX-es és TOTEM-es kutatócsoportunk a pályázati periódus megkezdésekor rendkívüli körülmények között, nem hazai forrásokból, hanem a fenti kísérletek finanszírozásában dolgozott. A pályázatunk egyik első eredményeképpen elkezdtük a PHENIX kísérletben és a TOTEM kísérletben is a "normális" együttműködés helyreállítását, és ennek a rendkívüli állapotnak a megszüntetését. A normális kísérleti munka feltételeinek hazai megteremtésével különösen az adatfelvételben vállaltunk az átlagosnál lényegesen aktívabb szerepet mindkét kísérletben. 2012 nyarán a TOTEM kísérlet nevében 3, a PHENIX kísérlet képviseletében 1 konferencia előadást tarthattunk. A csoport teljesítményének nemzetközi elismertségét jelzi az is, hogy Csörgő Tamás két előadást is tarthatott az Európai Akadémia bergeni ülésszakán 2012 szeptemberében.

2012 során a PHENIX kísérlet keretei között publikáltuk a nukleáris módosulási faktornak, az R_AA-nak a gerjesztési függvényét 39 GeV-től 200 GeV-es energiákig. Ezt az elliptikus folyási eredmények gerjesztési függvényeinek meghatározásával együtt olyan módon értelmezhetjük, hogy a QCD kritikus pontja, amennyiben ez a pont létezik, biztosan a 40 GeV tömegközépponti ütközési energiák alatt található. Ezen energiák felett a RHIC nehézion-ütközéseiben mért elliptikus folyási paraméter (v2) skálatulajdonságokat mutat, legalábbis a lágy folyamatok tartományában, ami arra utal, hogy a tökéletes folyadék-kép ezen sqrt(s(NN)) = 40 GeV-es ütközési energiától egészen az LHC sqrt(s(NN)) = 7-8 TeV-es energiájáig érvényben marad.

2012-ben is megrendeztük, Csanád Máté szervezésében, Csörgő Tamás tiszteletbeli elnöksége mellett, az év végi Zimányi Nehézionfizikai Téli Iskolát, amely immár 12. volt a sorban, rekordot döntő, 82 regisztrált résztvevői létszám mellett, jelentős, 35 fős diák részvétellel. A 2012-es Zimányi Nehézionfizikai Téli Iskolán Csörgő Tamás összefoglaló előadásában rendszerezte a PHENIX és a STAR kísérletek eredményeit, a RHIC gerjesztési függvények meghatározásának és a QCD kritikus pont keresésének jelenlegi státuszát. Az LHC TOTEM kísérletének keretei között 2012-ben publikáltuk a p+p ütközések teljes hatáskeresztmetszetét, és ennek elasztikus és inelasztikus felbontását is, és publikálásra beküldtük a 8 TeV-es energián a p+p ütközések teljes hatáskeresztmetszetének luminozitás-független módszerrel történt meghatározását, a vártnál jobb, mintegy 3 % relatív pontossággal.

Nemes Frigyes és Csörgő Tamás a Bialas-Bzdak modell segítségével helyreállította a p+p rugalmas szórás diffraktív hatáskeresztmetszete alapján a protonok femtoszkópiai képét 7 TeV-es energián, első közelítésben a diffraktív minimum pontos alakjának figyelembe vétele nélkül. Nemes Frigyes meghívott TOTEM-es konferencia előadást tartott az LHC nyalábjának TOTEM adatokból történt kalibrációjáról, mely a TOTEM sikeréhez alapvetően szükséges módszerré nőtte ki magát.

Csanád Máté, Nagy Márton és diákjuk pedig a relativisztikus hidrodinamika egzakt megoldásait kiterjesztette a rács-QCD-ből meghatározott, realisztikus állapotegyenletre is.

Tudománymetria 2014-ig

Utolsó frissítés: 2019. 01. 23.