Ostane to rovnake akokolvek by ste zvysili energiu. Ale pre zrazky dvoch jadier je tento pomer dvakrat vacsi, 0,4. To je to, co sa mysli frazou "celkový narast podivnosti faktorom dva". Dolezite je, co vieme, z detailnych vypoctov, ze ak sa raz vytvorili hadrony, uz sa nemozu vytvorit ziadne dalsie podivne kvarky. Takze vacsina tychto extra podivnych kvarkov musela byt vytvorena predtym nez hadrony, tj. v stave inerakcie kvark gluonovej hmoty.Tieto extra podivne kvarky sa najcastejšie odzrkadlia na zvysenej produkcii velmi zriedkavych castic, ktore obsahuju dva alebo tri podivne kvarky (napr. Omega baryon, ktorych pocty sa zvysuju az do 15-nasobku), kym viac ako vo vseobecnosti beznejsich casticiach, ktore obsahuju iba jeden. To opat naznacuje, ze "extra podivnost" sa vytvorila skor ako samotne hadrony a to je ďalsia hlavna predpoved o formovani kvark-glounovej plazmy.
Vratme film spat

Ak sa pozrieme na castice emitujuce z miesta zrazky, zanechavaju stopy svojej minulosti. Tieto stopy nam umoznuju pracovat spatne v case, aby sme tak mohli zachytit dejovu nit premeny od kvarkov k beznej hmote. Hadrony, ktore unikaju a su registrovane detektorom, su urcene, z hladiska ich identity a ich hybnosti. Ale film mozeme vratit spat az do bodu, kde system bol dost husty pre castice nato, aby sa zrazili a odskocili jedna od druhej v procese nazyvanom "pruzny rozptyl". Toto su typy kolizii, ktore podstupuju biliardove gule: identita castic sa nezmenila ale hybnost ano. S rozpinanim sa miesta zrazky hustota energie sa zmensuje dovtedy, kym hadrony prestanu interagovat. Ich hybnosti "ochladnu" a od tohto momentu su stabilne. Takze ak sa pozrieme na hybnosti roznych castic opustajucich miesto zrazky, ich rozlozenie posobi ako pamat, alebo momentka stavu, ked nastalo toto ochladenie. Mozeme vyuzit rozdelenie hybnosti objavujucich sa castic na vypocitanie teploty, pri ktorej to nastalo. (Vychadza okolo 100 MeV). Mozeme takisto vypocitat, ze v tom okamihu sa miesto zrazky rozpinalo obrovskou rychlostou , vacsou ako polovica rychlosti svetla.

Ale my sa zaujimame co sa stalo este skor, keď miesto zrazky bolo ovela horucejsie a hustejsie a kvarky kondenzovali na hadrony. Tu mozeme vyuzit pozorovanie, ze zmena identity castic z jedneho typu na iny pozaduje "nepruzny rozptyl". Hned ako sa objavili hadrony zo zliepajucich sa kvarkov, system uz nie je jednoducho dost husty pre interakciu hadronov. Konecne merane zlozenie castic bolo preto presne, presne v stave hadronizacie! Mozeme pouzit rozlozenie mnozstva rozlicnych typov castic na vypocitanie teploty, pri ktorej prebehol prechod kvarkov na hadrony. Je to okolo 180 MeV, co suhlasi s kritickou teplotou, ktoru predpoklada teoria.

Castice v paroch
Ina metoda nazyvana Bose-Einsteinova interferometria, je pouzivana na pozorovanie parov castic. Bola navrhnuta po priekopnickej praci Handburyho Browna a Twissa. Umoznuje nam merat konecnu velkost systemu. Vieme uz ako rychle sa system rozpina, takze ak vieme aky je velky, mozeme pouzit informaciu na spatnu extrapolaciu (vypocet a vycislit) povodnu hustotu energie. Predstavuje to dva az styri-krat teoreticky predpovedanu hodnotu E0, co je kriticka hustota energie pre oslobodenie (uvolnenie) kvarkov. Pociatocna hustota energie v zrazkach bola teda dostatočna pre formaciu kvark- glounovej plazmy, v sulade s teoriou.


3. Konecny obraz

Obraz kvark gluonovej hmoty sa podoba na puzzle s mnohymi kuskami poskytnutymi roznymi experimentami. Udaje z ktorehokolvek samostatneho experimentu nie su dostatocne na to, aby vytvorili celkovy obraz, ale kombinovane vysledky zo vsetkych pokusov suhlasia a zapadaju do seba. Kym vsetky pokusy vysvetlit ich pouzitim zavedenych castic stroskotali, mnohe pozorovania su zhodne s predpovedanymi popismi kvark gluonovej plazmy. Preto, hoci dokaz je nepriamy, sme presvedceni, ze to staci k tomu, aby sme mohli povedat, ze sme sformovali novu formu hmoty, v ktorej kvarky a gluony nie su "vaznene".
Znovuvytvorili sme hmotu vo forme, aku sme nikdy predtym nevideli, pri hustote energie 20-krat vacsej ako je vo vnutri atomovych jadier. Rovnake podmienky existovali iba v prvych niekolkych mikrosekundach po Velkom tresku (porovnatelne hustoty energie, hoci pri ovela mensich teplotach, mozu tiez existovat v strede neutronovych hviezd). Nase chapanie vzniku vesmiru, ktore bolo v tom case neoverenou teoriou pre akykolvek casovy bod pred formovanim beznych atomovych jadier (okolo troch minut po Big Bangu), bolo teraz experimentalne overene spat az do bodu iba niekolkych mikrosekund po Velkom tresku, do casu, ked boli vytvorene hadrony, z ktorych pozostavaju tazke jadra.

Avsak teraz este nevieme vlastnosti "nesputanej" formy, ktora bola dosiahnuta, napriek tomu to vyzera ako ocakavana kvark gluonva plazma. Dalsi vyvoj bude zahrnat nove vyzvy, badania celkom novych oblasti, ktore buducimi experimentami budu prebiehat v RHIC v Brookhaven a neskor v CERNskom novom LHC.

Sumar - Tvorenie hmoty z kvarkou v 5 jednoduchych krokoch!

1. Dve zrazajuce sa jadra prinasaju energiu do oblasti reakcie. Energia sa premeni na hustotu vo forme kvarkov a gluonov, ktore silne vzajomne interaguju.

2. Tento rany, velmi husty stav ma hustotu energiu 3-4 GeV/fm3 co je ekvivalentne teplote okolo 240 MeV. Tieto podmienky znizuju pocet J-psi (charmonia), zvysuju "podivnost" podnecuju rozpinanie miesta zrazky.

3. Kvark-gluonova plazma chladne a zacina rednut.

4. Pri hustote energie 1GeV/fm3 (a teplote 170-180 MeV), kvarky a gluony kondenzuju na hadrony a su urcene konecne mnozstva roznych typov castic.

5. Pri hustote energie okolo 50 MeV/fm3 (a teplote 100-120 MeV) hadrony uplne prestanu interagovat a mieto zrazky vychladne. V tomto stave je rychlost expanzie vacsia ako polovica rychlosti svetla.