Naturalnie niemal natychmiast po powstaniu taka kula QGP rozszerza się i ochładza zgodnie z prawami rządzącymi zachowaniem wszystkich płynów w różnych warunkach występujących we wszechświecie. Chwilę później pojawiają się cząstki subatomowe, takie jak protony, piony i wszystkie inne cząstki zbudowane z co najmniej dwóch kwarków. To właśnie te cząstki zliczane są następnie przez detektory umieszczone w akceleratorze.
Co ciekawe, w każdym zderzeniu powstaje inna liczba takich cząstek. Naukowcy są przekonani, że te wahania liczby cząstek mogą nam wiele powiedzieć o plazmie kwarkowo-gluonowej istniejącej chwilę wcześniej. Problemem jest natomiast pozyskanie tych informacji z produktów QGP. Międzynarodowy zespół naukowców postanowił zastosować w tym kontekście zasadę maksymalnej entropii. W najnowszym artykule naukowym opublikowanym w periodyku Physical Review Letters za jej pomocą próbują opisać związek między wynikami obserwacji a hydrodynamiką kuli plazmy kwarkowo-gluonowej.
Czytaj także: Plazma kwarkowo-gluonowa w końcu odkryje swoje tajemnice?
Jak wyżej wspomniano, powstała w zderzeniu dwóch jąder atomów ciężkich pierwiastków kula plazmy kwarkowo-gluonowej natychmiast się rozszerza i ochładza. Na pewnym etapie jest ona już zdecydowanie za bardzo rozcieńczona, aby można było ją opisać za pomocą zasad hydrodynamiki. Fizycy wskazują, że w ten sposób chaotyczny zbiór kwarków i gluonów ulega hadronizacji. Energia i właściwości kwantowe plazmy przenoszone są już wtedy przez hadrony, czyli np. przez protony, neutrony i inne cząstki zbudowane z kwarków.
Wszystkie istniejące na tym etapie cząstki subatomowe zapisują na stałe, tudzież zamrażają, informację o ostatnim etapie istnienia kuli QGP i jej stanie hydrodynamicznym. Jeżeli faktycznie tak się dzieje, to cząstki wykrywane za pomocą detektorów mogą w sobie nieść informacje o stanie QGP i teoretycznie powinna istnieć możliwość ich odczytania.
Najnowsze badania wskazują, że możliwe jest odzyskanie informacji o stanie plazmy kwarkowo-gluonowej za pomocą symulacji. Zespół naukowców z Uniwersytetu Illinois postanowił wykorzystać “wmrożony” w hadrony ostatni stan plazmy kwarkowo-gluonowej do zidentyfikowaniu punktu granicznego między kulą QGP a zhadronizowanym gazem. Ustalenie samego punktu przejścia z jednego stanu do drugiego byłoby istotnym osiągnięciem, bowiem jest to kluczowa informacja dla fizyków zajmujących się chromodynamiką kwantową, czyli interakcjami zachodzącymi między kwarkami a regulowanymi przez gluony.
Czytaj także: Cząstki X znowu wykryte! Tym razem w plazmie kwarkowo-gluonowej
Naukowcy starający się zrozumieć cały ciąg zdarzeń rozpoczynający się od zderzenia dwóch jąder atomów ciężkich pierwiastków w akceleratorze do zarejestrowania obecności cząstek subatomowych przez detektory akceleratora stoją przed niezwykle trudnym zadaniem odtworzenia związku między fluktuacjami plazmy wynikającymi z hydrodynamiki a fluktuacjami hadronów obserwowanych przez detektory. To właśnie ten związek powinien umożliwić określenie punktu granicznego między dwoma fazami. Naukowcy korzystający z Relatywistycznego Zderzacza Ciężkich Jonów (RHIC) zarejestrowali w danych obecność punktu granicznego. Na bazie tego eksperymentu zaproponowali próbę przekształcenia fluktuacji hydrodynamicznych na fluktuacje hadronów. Metoda maksymalnej entropii zachowuje wszystkie informacje o hydrodynamicznych fluktuacjach plazmy. Teraz wystarczy je tylko precyzyjnie połączyć z zachowaniem hadronów rejestrowanych po zderzeniu.