Arbeitsgruppe von Hannah Petersen

JPhys+ talks about us! [10/04/2017]

A recent article in JPhys+ covered the work done in our group by Dmytro Oliinychenko with Hannah Petersen interfacing transport and hydrodynamics! More details here

Helmholtz Nachwuchsgruppe: Dynamische Beschreibung von Schwerionenkollisionen bei FAIR

Relativistische Schwerionenkollisionen bieten die Möglichkeit, stark wechselwirkende Materie unter extremen Bedingungen zu untersuchen. Durch die Beschleunigung von Blei- oder Goldkernen auf nahezu Lichtgeschwindigkeit und deren Kollision, können Temperaturen und Dichten erreicht werden wie sie im frühen Universum nur Mikrosekunden nach dem Urknall existiert haben. Bei so hohen Energiedichten sagt die Quantenfeldtheorie, die die theoretische Grundlage für stark wechselwirkende Materie ist, die Quantenchromodynamik (QCD), eine neue Phase der Materie voraus, in der die Bestandteile der Hadronen (Protonen und Neutronen) nicht mehr eingeschlossen sind und sich unabhängig voneinander bewegen können, das sogenannte Quark-Gluon-Plasma (QGP). Nach der Beobachtung des Übergangs zu dieser neuen Phase bei hohen Temperaturen und niedrigen baryochemischen Potentialen am Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) und dem Large Hadron Collider (LHC), wird die experimentelle Erforschung des Phasendiagramms an der Facility for Antiproton and Ion Research (FAIR) weiter vorangetrieben. Durch die Verwendung von Fixed-Target-Experimenten bei niedrigen Strahlenergien, um hohe Netto-Baryonendichten zu erreichen, werden interessante neue Regionen zugänglich. Bei niedrigeren Temperaturen und hohen Dichten erwartet man, dass der Cross-Over zwischen dem Quark-Gluon-Plasma und der hadronischen Phase in einen Phasenübergang erster Ordnung übergeht, abgetrennt durch einen kritischen Endpunkt.

Detaillierte dynamische Ansätze, die die Eigenschaften von QCD-Materie wie die Viskosität und die Zustandsgleichung mit Endzustands-Observablen verbinden, sind unerlässlich, um quantitative Erkenntnisse zu gewinnen. Durch detaillierte Messungen, insbesondere von Korrelations-Observablen, und technische Fortschritte im Hochleistungsrechnen ist es seit kurzem möglich, realistische Event-by-Event-Beschreibungen der Entwicklung von Schwerionenkollisionen zu entwickeln. Diese Ansätze müssen die Hauptbestandteile enthalten, die durch einen Konsens in der Community identifiziert wurden, und zwar insbesondere eine Nichtgleichgewichts-Entwicklung der frühen Phase, gefolgt von einer (fast) ideal-hydrodynamischen Expansion und einer anschließenden allmählichen Entkopplung und hadronischer Streuung. Das Hauptziel der HYIG ist es, einen Transport-Ansatz für die dynamische Beschreibung von Schwerionen-Reaktionen bei FAIR mit modernsten Rechentechniken zu entwickeln.

Themen für Bachelor- und Master-Arbeiten sind verfügbar.

 

Gefördert duch

Helmholtz Association, GSI and HICforFAIR

 

 


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