Na początku stycznia Departament Energii USA poinformował o wybraniu lokalizacji dla nowego potężnego urządzenia badawczego fizyki wysokich energii. Zderzacz Elektron-Jon (EIC) ma powstać w Brookhaven National Laboratory (NY) kosztem ok. 2 mld. dolarów. Dwa przeciwbieżne akceleratory zderzać będą elektrony z protonami lub z jonami atomowymi, z możliwością polaryzacji obu wiązek. Program badawczy planowanych eksperymentów współtworzą naukowcy z NCBJ.
„Nowe urządzenie pozwoli na lepsze zrozumienie budowy najmniejszych cegiełek materii i oddziaływań, dzięki którym ona istnieje” – wyjaśnia profesor Lech Szymanowski z Narodowego Centrum Badań Jądrowych (NCBJ). „Fizycy na całym świecie przygotowują program badawczy EIC i pracują nad optymalizacją projektu akceleratorów i eksperymentów korzystających z ich wiązek.”
Wkład polskich fizyków
Wśród badaczy przygotowujących nowe eksperymenty jest m.in. polska grupa fizyków teoretyków z Departamentu Badań Podstawowych NCBJ. Doktorzy Paweł Sznajder i Jakub Wagner wraz z kolegami z francuskiego CEA przygotowali platformę obliczeniową PARTONS, pozwalającą na generowanie przewidywań dla EIC w oparciu o istniejącą wiedzę teoretyczną na temat oddziaływań silnych. „Wyniki uzyskane dzięki tej platformie oraz dzięki technikom obliczeniowym takim jak sieci neuronowe i algorytm genetyczny pozwalają na tworzenie precyzyjnych przewidywań dla EIC, ale także na ocenę jego oczekiwanego wpływu na zrozumienie struktury materii” – opisuje dr Sznajder. „Niezwykła precyzja planowanych eksperymentów po raz pierwszy umożliwi stworzenie trójwymiarowych, tomograficznych obrazów wnętrza protonu”. „Przygotowane przez nas narzędzie jest unikalne” – uzupełnia dr Wagner. „Udało nam się uzyskać i opublikować już kilka prac z pierwszymi wynikami, które powinny ułatwić analizę teoretyczną danych uzyskanych w EIC.”
„Materia jądrowa nadal nie jest dokładnie poznana, a oddziaływania w niej zachodzące potrafimy opisywać jedynie w dużym przybliżeniu” – przekonuje dr Tolga Altinoluk, realizujący w NCBJ grant Unii Europejskiej dotyczący fizyki ciężkich jonów w EIC. „Zderzenia z użyciem ciężkich jonów umożliwiają badanie nowych stanów materii, o niespotykanej dotychczas gęstości gluonów – cząstek przenoszących oddziaływania silne, odpowiedzialnych za istnienie m.in. protonu.”
Badania teoretyczne oddziaływań silnych na najbardziej elementarnym poziomie mają w NCBJ wieloletnią tradycję, a nasi naukowcy należą do grona światowych ekspertów w tej dziedzinie. W 2021 roku instytut wraz z Uniwersytetem Warszawskim będzie organizować międzynarodowe spotkanie fizyków pracujących nad EIC, goszczące kilkuset najwybitniejszych specjalistów z całego świata.
Narodowe Centrum Badań Jądrowych
