O Plasma de Quarks e Gluons Carlos Eduardo Aguiar IF-UFRJ.

O Plasma de Quarks e Gluons

Carlos Eduardo AguiarIF-UFRJ

Quarks

Qe = 2/3 B = 1/3

Qe = -1/3 B = 1/3b s dt c u

Qe = -2/3 B = -1/3

Qe = 1/3 B = -1/3b s dt c u

quarks

antiquarks

Hádrons

Bárions

qq

qq q

Mésons

A Carga de Cor

)Q,,Q,Q(Q 821

fabc SU(3)[Qa, Qb] = i fabc Qc

Multipletos de Cor: ,8,6,6,3,3,1

Q8

Q3Q3

Q8Q8

Q3

8Q}3{ 2 8Q}3{ 2 0Q}1{ 2

Hádron:

Quark:

Antiquark: }3{cor

}3{cor

}1{cor "branco"

"cian""magenta" "amarelo"

"vermelho""verde""azul"

Glúons

quark

quark

glúonGlúon: }8{cor

A cor é conservada:

Q2 = 18

glúonfquarkiquark QQQ

)()(

Cromodinâmica Quântica (QCD)

g

g

g

gg

g g

Não há processos semelhantes na Eletrodinâmica Quântica!Os fótons não têm carga elétrica.

Confinamento da Cor

Evácuo = B V

Pvácuo = -B

B = "pressão do vácuo"

Equação de Estado (nB=0)

Hádrons:

Quarks e Glúons:

4TaP

BTaP 4qg

3 píons, m=0

2 quarks , mq=0

32 )c(30/a

32qg )c(90/37a

Gás Ideal

]T/)[(exp1lnqdT)2(

g),T(P q

33

22q mp

EinsteinBose1

DiracFermi1

4422

33

TaT)(exp1lnd2

g

)T/q(exp1lnqdT)2(

g)T(P

m=0, =0

Transição de Fase Quark-Hádron

0 50 100 150 200 250T (M eV)

-0 .5

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0P

(G

eV

/fm3

)Q uarks/G lúonsH ádrons

B = 0.4 G eV/fm 3

Temperatura Crítica

Ph(Tc) = Pqg(Tc)

MeV170Tfm/MeV400B C3

4/1

qgC aa

BT

Densidade de Energia

C4

qg

C4

TT,BTa3TT,Ta3

E

0 50 100 150 200 250T (M eV)

0

1

2

3

4

5

E (

Ge

V/fm

3)

Q uarks/G lúonsH ádrons

B = 0.4 G eV/fm 3

[F. Karsch, 1995]nB = 0

QCD (na rede)

A História do Universo

Diagrama de Fases da Matéria Nuclear

Colisões de Íons Pesados Relativísticos

Pb+Pb 160 GeV/A

Simulação (URQMD) de uma Colisão de Íons Pesados Relativísticos

Simulação (VIN) de uma Colisão de Íons Pesados Relativísticos

Resultados do SPSSupressão do J/

Resultados do SPSAumento da estranheza

[ STAR 30+30 GeV/A ]

Primeiras Colisões no RHIC

Partículas Produzidas

Termalização

[STAR 65+65 GeV/A]

Hidrodinâmica

fm /c

Au + AuEnn = 130 G eV b = 0 fm

Tem peratura

Hidrodinâmica

fm /c

Au + AuEnn = 130 G eV b = 0 fm

Tem peratura