Jaderná hmota v extremních podmínkách

Abstract

Kvark-gluonové plazma (QGP) je extrémním stavem hmoty, který může vznikat při velkých hustotách a teplotách v ultra-relativistických srážkách těžkých jader. Zkoumání jeho vlastností a vývoje umožňuje získávat informace o stavu vesmíru pár mikrosekund po Velkém třesku a zároveň hledat kritický bod ve fázovém diagramu QCD. Vlastnosti QGP nejsou sledovány přímo, ale skrz charakteristické jevy ve srážkách těžkých jader. Zatím pozorovatelné projevy QGP zahrnují například zhášení jetů nebo modifikaci produkce kvarkonií. Mezi urychlovače částic umožňující tyto srážky při dostatečných energiích patří LHC v CERNu a RHIC v BNL. Na urychlovačích mohou probíhat také srážky protonů. Zkoumáním centrální produkce v protonových srážkách na RHICu z roku 2017 pomocí experimentu STAR se zabývá analýza dat v této práci. Pomocí hlavního rozpadového kanálu na pionový pár je rekonstruován mezon $K^0_S$. Získána je jeho invariantní hmotnost $m_{K^0_S} = 496{,}4 \pm 0{,}1$ MeV/c${^2}$ a výtěžek jako: 75 291.

Quark-gluon plasma (QGP) is an extreme state of matter which can be created at high densities and temperatures in ultra-relativistic heavy-ion collisions. Research of its properties and evolution allows for obtaining information about the state of the Universe a few microseconds after the Big Bang and the pursuit of finding a critical point in the QCD phase diagram. Properties of QGP are not observed directly but through characteristic phenomena in heavy-ion collisions. So far observed manifestations of QGP include jet quenching and modification of quarkonia production. Among particle colliders allowing these collisions at high enough energies are LHC at CERN and RHIC at BNL. At these colliders, it is also possible to have collisions of protons. Research of central production in proton collisions at RHIC from 2017 is studied in the data analysis in this work. Meson $K^0_S$ is reconstructed through its main decay channel into pion pair. Results are obtained in the form of invariant mass $m_{K^0_S} = 496{,}4 \pm 0{,}1$ MeV/c${^2}$ and the $K^0_S$ yield 75 291.