Kluczowym zadaniem akceleratora ciężkich jonów w tym przypadku jest zderzanie jąder złota ze sobą z prędkością zbliżoną do prędkości światła. To właśnie w tych zderzeniach dochodzi do wytwarzania plazmy kwarkowo-gluonowej, która składa się z cząstek, z których zbudowane są wszystkie otaczające (i tworzące) nas protony i neutrony. Analiza zachowania tych cząstek pozwala nam zajrzeć w pierwsze momenty istnienia wszechświata i procesów, które doprowadziły do powstania materii widzialnej.
Na przestrzeni ponad dwóch dekad, inżynierowie bezustannie udoskonalali wszystkie instrumenty składające się na ten nietypowy zderzacz cząstek. Dzięki temu, w ostatnim, 25. roku badań RHIC będzie w stanie zbadać QGP z niespotykaną dotąd precyzją.
Czytaj także: Fizycy zaskoczeni! Tutaj plazma kwarkowo-gluonowa miała nie istnieć
Już w czerwcu rozpocznie się kampania badawcza, w której fizycy będą przyglądali się zderzeniom atomów złota przy energiach rzędu 200 miliardów elektronowoltów, a więc najwyższych dotąd dla tego akceleratora.
Warto tutaj zwrócić uwagę na to, że jednocześnie prace na akceleratorze RHIC będą uzupełniane 15-godzinnymi sesjami pracy akceleratora APEX, który może optymalizować wydajność całej serii eksperymentów.
Dzięki temu, że skutki zderzeń będzie obserwował udoskonalony niedawno detektor STAR, naukowcy mają nadzieję zarejestrować dodatkowe 10 miliardów zderzeń atomów złota ze złotem. Dla porównania, w dwóch poprzednich cyklach pracy udało się zebrać łącznie 8 miliardów takich zderzeń.
Jednocześnie, w nadchodzącej kampanii zderzeń, po raz pierwszy do pracy zaprzężony zostanie w pełni zupełnie nowy detektor sPHENIX, którego zadaniem jest zarejestrowanie danych z 50 miliardów zderzeń atomów złota ze złotem. Warto tutaj podkreślić, że jest to najnowocześniejszy detektor tego typu na świecie, który nie tylko jest w stanie wykryć cząstki powstałe w zderzeniach, ale także jest w stanie analizować ich wzajemne oddziaływania. Dzięki temu odtwarzając strumienie energii emitowane przez cząstki, fizycy będą w stanie zbadać rozkład energii w objętości plazmy kwarkowo-gluonowej.
Czytaj także: Naukowcy zaglądają do wnętrza plazmy kwarkowo-gluonowej. Nigdy wcześniej nie udało się tego zmierzyć
Co jednak niezwykle ważne, ostatnia seria eksperymentów prowadzonych na akceleratorze RHIC dostarczy kluczowych informacji niezbędnych do stworzenia nowego akceleratora o nazwie Electron-Ion Collider EIC, który podniesie poprzeczkę w badaniach QDP. Według planów EIC będzie w stanie badać ten ekstremalny stan materii na znacznie głębszym poziomie. Wyposażeni w wiedzę o naturze gorącej materii jądrowej wytwarzanej w RHIC, naukowcy będą mogli skupić się na badaniu zimnej materii jądrowej. Łączny zestaw danych pozwoli fizykom dokładnie przyjrzeć się zasadom, które regulują budowę atomów.
Możemy zatem spokojnie założyć, że w świecie fizyki cząstek, wraz z końcem pracy RHIC nic się nie skończy, a tempo odkryć jedynie wrzuci wyższy bieg. Do odkrycia wciąż przed nami bardzo dużo informacji o najbardziej fundamentalnych siłach rządzących wszechświatem.