Ich habe kürzlich von Strahllöschung in Bezug auf Daten gehört, die bei den Experimenten am LHC aufgenommen wurden. Offenbar hängt es mit der Existenz des Quark-Gluon-Plasmas zusammen. Soweit ich verstanden habe, ist diese Interpretation eine Analogie zur Hydrodynamik (der Strahl wird durch das Plasma "blockiert").
Ich würde das gerne genauer verstehen: Warum ist diese Analogie "gut", wie weit kann sie gehen und wie erkennen wir diese Experimentierfreudigkeit?
Wie Sie wahrscheinlich wissen, streut bei hochenergetischen Hadronenkollisionen typischerweise ein Quark in einem der ankommenden Hadronen an einem Quark im anderen ankommenden Hadron (tiefinelastische Streuung). Für den kurzen Moment, in dem die Quarks interagieren, können sie bis zu einem gewissen Grad als freie Teilchen betrachtet werden, sodass sie aneinander „abprallen“ und Rücken an Rücken entlang einer zufälligen Achse entstehen. Da dies normalerweise die Quarks aus ihren ursprünglichen Teilchen schlägt, erhalten Sie zwei Jets von Tochterhadronen, einen für jedes der verstreuten Quarks.
Strahllöschung kann auftreten, wenn dieser Prozess in Gegenwart einer „Suppe“ aus vielen anderen Hadronen stattfindet. Typischerweise findet die Quarkstreuung am Rand der Hadronensuppe statt. Einer der Strahlen wird nach außen auf niedrigere Partikeldichten gerichtet, und der andere wird nach innen auf höhere Partikeldichten gerichtet. Der letztere Jet wird den größten Teil seiner Energie durch weitere Kollisionen und Gluonenstrahlung verlieren (er wird "abgeschreckt"), aber der erstere Jet setzt sich zum Detektor fort. Was Sie also sehen, ist nur ein Strahl von Tochterhadronen.
Vor einigen Jahren schrieb ich eine Forschungsarbeit über die Berechnung der Widerstandskraft auf ein Quark in einem abgeschreckten Jet. Abbildung 5 auf Seite 12 zeigt Jet-Quenching in Aktion. (Ich werde die Abbildung selbst hier einfügen, sobald ich zu meinem anderen Computer zurückkehre, auf dem sich die Quellgrafik befindet.)
Die Analogie zwischen Strahllöschung und Hydrodynamik liegt nicht gerade in meinem Fachgebiet, aber nach dem, was ich gehört habe, haben hydrodynamische Modelle (die für klassische Flüssigkeiten entwickelt wurden) einigen Erfolg bei der Beschreibung bestimmter Eigenschaften des Quark-Gluon-Plasmas. Es wurde gesagt, dass dies darauf hindeutet, dass das QGP eigentlich eher einer Flüssigkeit als einem Plasma ähnelt, aber ich bin mir nicht sicher, inwieweit das buchstäblich zutrifft. Sie brauchen die hydrodynamische Analogie nicht, um zu erklären, wie Strahllöschung auftreten kann, zumindest nicht auf qualitativer Ebene.
Marek