罗兰大学（Eötvös Loránd University）的研究人员正在使用先进的粒子加速器来探索早期宇宙夸克物质向普通物质的转化。 他们的创新技术和发现为我们对基础物理学和强相互作用的理解做出了重大贡献。
他们的工作集中在绘制“原始汤”上，该汤在宇宙诞生后的第一百万分之一秒内充满宇宙。
罗兰大学（Eötvös Loránd University）的物理学家一直在使用全球最先进的三种粒子加速器研究原子核的成分。 他们的研究旨在探索宇宙在宇宙创造后的最初几微秒内存在的“原始汤”。 有趣的是，他们的研究结果表明，观察到的粒子的运动与寻找海洋捕食者猎物、气候变化模式和股市波动相似。
在大爆炸之后，温度非常极端，以至于原子核不可能存在，核子也不可能存在，核子也不可能存在。 因此，在第一个例子中，宇宙充满了夸克和胶子的“原始汤”。
随着宇宙的冷却，这种介质经历了一次“冻结”，导致了我们今天所知道的粒子的形成，如质子和中子。 这种现象在粒子加速器实验中以更小的规模复制，其中两个原子核之间的碰撞产生了微小的夸克物质液滴。 这些液滴最终通过冻结转变为普通物质，这是进行这些实验的研究人员已知的转变。
夸克物质的变化
然而，夸克物质的性质由于粒子加速器中的碰撞能量引起的压力和温度差异而变化。 这种变化需要测量以“扫描”不同能量的粒子加速器中的物质，美国的相对论重离子对撞机（RHIC）或瑞士的超质子同步加速器（SPS）和大型强子对撞机（LHC）。
“这方面是如此重要，以至于世界各地都在建造新的加速器，例如在德国或日本，专门用于此类实验。 也许最重要的问题是相之间的转变是如何发生的：相图上可能会出现一个临界点，“罗兰大学（ELTE）原子物理系物理学教授MátéCsanád解释说。
根据布鲁克海文国家实验室和欧洲核子研究中心的实际碰撞事件和各自探测器的照片重建轨迹的蒙太奇。 图片来源：Máté Csanád / Eötvös Loránd University 制作的蒙太奇原始照片：STAR és PHENIX：布鲁克海文国家实验室和 CMS és NA61：CERN
该研究的长期目标是加深我们对控制夸克物质和原子核相互作用的强相互作用的理解。 我们目前在这一领域的知识水平可以比作人类在伏特、麦克斯韦或法拉第时代对电的掌握。 虽然他们对基本方程式有一个概念，但开发出深刻改变日常生活的技术需要大量的实验和理论工作，从灯泡到电视、电话、计算机和互联网。 同样，我们对强相互作用的理解仍处于萌芽阶段，因此探索和绘制它的研究至关重要。
飞秒镜创新
罗兰大学（ELTE）的研究人员参与了上述加速器的实验，他们在过去几年中的工作导致了夸克物质几何形状的全面图景。 他们通过应用飞秒镜技术实现了这一点。 该技术利用了产生的粒子的非经典、类量子波性质产生的相关性，最终揭示了介质（粒子发射源）的飞米级结构。
“在过去的几十年里，飞秒镜检查的假设是夸克物质遵循正态分布，即在自然界中许多地方发现的高斯形状，”该小组的首席研究员之一Márton Nagy解释说。
然而，匈牙利研究人员转向了莱维过程，该过程在各种科学学科中也很熟悉，作为一个更通用的框架，它很好地描述了海洋捕食者寻找猎物、股票市场过程，甚至气候变化。这些过程的一个显着特征是，在某些时刻，它们会发生非常大的变化（例如，当鲨鱼在新区域寻找食物时），在这种情况下，可能会发生 Lévy 分布而不是正态（高斯）分布。
罗兰大学的影响和作用
由于几个原因，这项研究具有重要意义。首先，夸克物质冻结研究最多的特征之一，即夸克物质转化为常规（hadronic）物质，是飞秒半径（也称为HBT半径，注意它与天文学中著名的Hanbury Brown和Twiss效应的关系），它来自飞秒测量。但是，此比例取决于介质的假定几何形状。正如该小组的博士后研究员丹尼尔·金塞斯（Dániel Kincses）所总结的那样，“如果高斯假设不是最优的，那么这些研究的最准确结果只能在Lévy假设下获得。表征 Lévy 分布的“Lévy 指数”的值也可以阐明相变的性质。因此，它与碰撞能量的变化为夸克物质的不同阶段提供了有价值的见解。
罗兰大学（ELTE）的研究人员正在积极参与四项实验：SPS加速器的NA61 / SHINE，RHIC的PHENIX和STAR，以及LHC的CMS。罗兰大学NA61/SHINE小组由Yoshikazu Nagai领导，CMS小组由Gabriella Pásztor领导;以及Máté Csanád的RHIC小组，她也在协调罗兰大学飞秒镜研究。
这些小组正在以各种能力为实验的成功做出重大贡献，从探测器开发到数据采集和分析。他们还从事许多项目和理论研究。“我们的飞秒研究的独特之处在于，它是在三个粒子加速器的四个实验中进行的，这让我们对夸克物质的几何形状和可能的相有了广泛的了解，”Máté Csanád说。
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