Scienzapertutti

8. Come produrre il QGP in laboratorio

di B. Alessandro, E. Chiavassa , E. Scomparin

Per produrre in laboratorio lo stato di QGP bisogna creare altissime temperature o altissime densità di materia. Per ottenere queste condizioni i fisici fanno scontrare tra di loro ioni pesanti ad altissime energie (500-1000 TeV icona_glossario). Uno ione è un atomo in cui sono stati tolti alcuni elettroni; nel nostro caso, all’atomo vengono tolti tutti gli elettroni. L’atomo rimane con il solo nucleo composto da protoni e neutroni. Per esempio, un atomo di piombo (Pb) contiene nel suo nucleo: 82 protoni e 126 neutroni, intorno al nucleo ruotano 82 elettroni. Possiamo creare uno ione Pb estraendo tutti gli 82 elettroni: lo ione Pb ha solo 82 protoni e 126 neutroni, la sua carica totale quindi risulta essere + 82. Lo ione così creato viene poi accelerato da opportuni acceleratori di particelle .

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Ioni piombo

Urti tra ioni pesanti.

Si utilizzano due tecniche per fare scontrare gli ioni pesanti tra di loro:  

  1. Si accelerano ioni pesanti (per esempio Pb icona_linkesterno) fino a che raggiungono energie elevate e poi li si invia contro bersagli composti da lamine di piombo. Questa tecnica è detta a bersaglio fisso perché si muove solo lo ione  mentre il bersaglio rimane fermo. 
  2. Si accelerano alcuni ioni in una direzione e altri ioni in direzione opposta e li si fa scontrare; in tal modo, l’urto è  frontale e la sua energia  è molto più elevata del primo caso. Questa tecnica viene chiamata collider e anche l’acceleratore viene detto "Collider".

 La prima tecnica è stata utilizzata al Cern icona_linkesterno dal 1982 con l’acceleratore SPS  per accelerare ioni di diverso tipo - fino al Pb  icona_linkesterno - ad un' energia dello ione di quasi 33 TeV. La seconda tecnica è attualmente utilizzata al Collider RHIC icona_linkesterno di Brookhaven, negli USA, per ioni oro (Au icona_linkesterno)   che si scontrano tra loro ad energia di quasi 40 TeV per ione. Lo scontro ha quindi un' energia di 80 TeV.

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Urti tra ioni Piombo (Pb) ad altissma energia e formazione del QGP
 
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