Nr wniosku: 185784, nr raportu: 14149. Kierownik (z rap.): prof. dr

Nr wniosku: 185784, nr raportu: 14149. Kierownik (z rap.): prof. dr hab. Jan Mikołaj Figiel
Zjawisko dyfrakcji światła jest dość szeroko znane; mechanizm oddziaływania przez wymianę jego nośnika już trochę
mniej. Okazuje się, że w oddziaływaniach fundamentalnych cząstek elementarnych i jąder atomowych zachodzą procesy
o własnościach podobnych do rozpraszania dyfrakcyjnego światła i przez analogię nazywamy je "dyfrakcyjnymi".
Analogia polega na tym, że cząstki/jądra rozpraszają się pod niewielkimi kątami ("do przodu") zachowując swoją
tożsamość lub wzbudzając się niezbyt silnie. Warunki rozpraszania dyfrakcyjnego (warunek koherencji) są też podobne
jak w dyfrakcji światła i sprowadzają sie do właściwej relacji między energią zderzenia a rozmiarami obiektów. Z kolei
mechanizm oddziaływania przez wymianę "nośnika" oddziaływania jest kluczowy w naszym rozumieniu zjawisk
fundamentalnych. I właśnie oba procesy badane w tym projekcie mają charakter dyfrakcyjny i są interpretowane w języku
"wymiany" i to podwójnej! Pierwszy z procesów to tzw. centralna, dyfrakcyjna produkcja hadronów w wysokoenergetycznych zderzeniach p-p: oba protony oddziaływują tracąc znikomą część swoich energii i produkują w "centrum"
zderzenia dość powolny, dyfrakcyjny stan hadronowy. Ten rzadki rodzaj oddziaływania interpretujemy poprzez wymianę
dwu efektywnych obiektów silnie oddziałujących, zwanych Pomeronami (możliwa jest też wymiana jednego Pomeronu i
jednego wirtualnego fotonu). Drugi badany proces - ultraperyferyczne zderzenia ciężkich jąder ołowiu z centralną
produkcją lekkich mezonów jest też typowym rozpraszaniem dyfrakcyjnym (jądra nie zmieniają swego stanu lub lekko się
wzbudzają), zachodzi przede wszystkim poprzez wymianę wirtualnego fotonu i Pomeronu. Ale interpretacja badanych
procesów nie zatrzymuje sie na tym poziomie: wiemy przecież, że hadrony składają się z kwarków i gluonów (są to
składniki i nośniki oddziaływań silnych) a ich oddziaływania fundamentalne opisuje tzw. Chromodynamika Kwantowa
(dynamika "kolorów" , czyli ładunku oddziaływań silnych). Okazuje się, procesy dyfrakcyjne też można interpretować w
ramach Chromodnamiki Kwantowej uważając Pomeron za obiekt składający się z co najmniej dwu gluonow...
Interpretacja oddziaływań dyfrakcyjnych w języku Chromodynamiki jest trudna i dlatego doświadczalne pomiary tych
procesów są bardzo potrzebne do rozwoju tej skądinąd znakomitej, ale skomplikowanej teorii. Celem naszego projektu
były właśnie badania procesów dyfrakcyjnych i ultraperyferycznych w celu konfrontacji wyników doświadczalnych z
przewidywaniami modeli opartych na Chromodynamice Kwantowej i w konsekwencji, na jej weryfikacji.
Analizowaliśmy przedstawione procesy używając materiału doświadczalnego zebranego przez eksperyment ALICE przy
wielkim zderzaczu hadronów Large Hadron Collider (LHC) w ośrodku badań jądrowych CERN w Genewie. Nasze
wyniki przedstawialiśmy na konferencjach naukowych i część z nich już opublikowaliśmy w międzynarodowych
czasopismach naukowych. Miarą ich znaczenia dla fizyki silnych oddziaływań jest fakt, że do naszych pomiarów już
istnieje kilka lub kilkanaście różnych przewidywań teoretycznych, które lepiej lub gorzej zgadzają się z naszymi
pomiarami. Nasze wyniki zainspirowały już kolejne obliczenia teoretyczne przewidywań dla procesów centralnej
dyfrakcji i oddziaływań ultraperyferycznych.