CERNsky program olovených zvazkov bol zahajeny v roku 1994. Pozostava z viacerych specialne postavenych systemov, ako napriklad novy linearny urychlovac, ale takisto aj existujuce prepojene urychlovace (zosilnovaci synchrotron (elektronovy urychlovac), protonovy synchrotron a super protonovy synchrotron ), ktore boli vylepsene pre projekt vzajomnou spolupracou medzi CERN-om a institutmi v Ceskej republike, Francuzsku, Indii, Taliansku, Nemecku, Svédsku a Svajciarsku. Bolo zahrnutych sedem velkych experimentov, ktore merali rozne aspekty zrazok olovo - olovo, a tiez olovo - zlato. Projekt je ukazkovym prikladom spoluprace v oblasti fyzikalneho vyskumu. Do experimentov sa zapojilo mnoho vedcov z institutov vo viac ako dvadsiatich krajinach. Program umoznil rozvinut produktivne partnerstvo medzi fyzikmi vysokych energii a jadrovymi fyzikmi. Kvoli specializovanej povahe programu, budovanie zariadenia pre produkovanie zvazku olovenych ionov zahrnulo medzinarodnu spolupracu.

Hladanie kvarkovej hmoty
Ako mozno spoznat kvark - gluonovu plazmu? A co chcu o nej fyzici vediet? Jedna z veci, ktore chcu namerat, je kriticka teplota (nazyvana T0) a hustota energie (E0), ktore su potrebne k tomu, aby sa zacala formovat kvark - gluonova plazma. Tieto udaje vypocitali z teorie (T0 je odhadovane na 150-200 MeV, co je teplota 100 000 - krat vacsia, ako teplota v strede slnka, a E0 je odhadovane na 1 GeV/fm3,co je sedem - krat vacsia hodnota ako je hustota energie normalnej jadrovej hmoty) ale chcu zistit, ci sa castice skutocne dostanu pod tieto podmienky. Problem je, ze fyzici mozu pozorovat len castice, ktore emituju z miesta zrazky a dosiahnu detektor. Z tychto signalov musia zistit, co sa stalo predtym, ci kvarky a gluony boli produkovane v stave s dostatocnou hustotou na to, aby bola vytvorena plazma. Vsetky experimenty boli prisposobene pre merania rozlicnych signalov, ktore mozu indikovat ci a ako bola vytvorena kvark - gluonova plazma. Niektore prisposobili svoje detektory pre jediny zriedkavy signal, zatial co ine vyvinuli mnohoucelne detektory, ktore boli citlive na viacere signaly.


2. KUSKY SKLADACKY

Priamy pristup.
Jediny sposob, ako "vidiet " kvarky priamo, je detekovat elektromagneticke ziarenie, ktore emituju.Tato radiacia je vo forme fotonov. Bohuzial je tam vela dalsich procesov, ktore mozu produkovat fotony, a tak je tam extremne silny sum pozadia. V jednom experimente hladali tieto fotony a spozorovali zvysenie poctu fotonov pri vysokych energiach, ale este stale si nemozeme byt absolutne isti, ze toto zvysenie pochadzalo z volnych kvarkov. Avsak 99.9% castic detekovanych pri zrazkach ionov olova su hadrony, castice zlozene z kvarkov. Podla definicie tieto castice musia vznikat po tom, ked kvarky uplne skondenzovali a qvark-gluonova plazma zanikla. Aj ked nam tieto castice neumoznuju vidiet quark-gluonovu plazmu priamo, mozno nam umoznia vytvorit si spatnu predstavu o tom, co sa muselo udiat predtym.

Plny povabu - J-Psi (J/y)
Dolezity predpovedany dokaz pritomnosti (existencie) volnych kvarkov obsahuje castica volana J/y. J/y su tvorene charm -"povabnym" kvarkom a charm-"povabnym" antikvarkom. Su zriedkave, pretoze povabne kvarky su velmi tazke a mozu byt produkovane len v uplne prvych okamihoch ihned po zrazke, kym konstituenty (zlozky) oboch zrazajucich sa jadier este maju svoju plnu energiu. Napriek tomu teoretici predpovedaju ze vznik J/y by bol potlaceny pritomnostou kvark-gluonovej hmoty. Dost podstatny ubytok poctu J/y emitujucich z miesta zrazky naznacuje, ze v pociatocnych okamihoch zrazky bola vytvorena horuca kvark-gluonova plazma. Urcite je to prave to, co fyzici videli.

Grecke oznacenia
Existuju aj ine druhy subzvanych "vektorovych mezonov" nazyvanych p (pi), r0 (ró-nula) a w (omega), ktore nam mozu takisto napovedat mnoho zaujimavych veci. Tak ako J-y, mozu sa rozpadnut na pary leptonov (napriklad elektron a pozitron alebo mion a antimion). Ak zakreslime do grafu suvislost poctu leptonovych parov od ich hmotnosti, pre kazdy druh vektoroveho mezonu budeme mat maximum. r0 zvycajne vytvara siroky vrchol s uzkym maximom od w mezonu v hornej casti. Ale pri tychto vysoko energetickych zrazkach nevidime jasne maximum pre r0, iba siroke rozmazanie. O tom, co sa tu deje, si fyzici myslia, ze r su produkovane a rozpadavaju sa este pocas vzajomnej interakcie hadronov. Velmi kratky cas medzi zrazkami im neumoznuje rozvinut sa do stavu s dobre definovanou hmotnostou, odtial rozmazanie v grafe. Inymi slovami, graf vytvara akoby snimku zrazky v stadiu hned potom ako uvolnene kvarky skondenzovali, ale predtym nez hadrony ukoncili vzajomu interakciu.
Nieco podivne

Pri analyze mnozstva hadronov pochadzajucich zo zrazky dvoch jadier bola pozorovana specificka vlastnost, ktora silno odlisuje taketo zrazky od zrazok lahkych castic, ako protony alebo elektrony, pri rovnakych a ovela vyssich energiach. Povodne iony olova obsahuju iba up-quarky a down-quarky, nie su tam ziadne podivne kvarky. Mozeme sa pozriet na castice vychadzajuce zo zrazok a pytat sa kolko podivnycyh kvarkov a antikvarkov sa produkuje v pomere k novo tvorenym up-quarkom a down-quarkom a antikvarkom. Pre zrazky proton-proton a elektron-pozitron, tento pomer vytvorenych extra podivnych kvarkov je 0,2.