Po ćwierć wieku działania Relatywistyczny Zderzacz Ciężkich Jonów (RHIC) w Brookhaven National Laboratory zakończył swoje przełomowe eksperymenty. Zderzacz zaprojektowany do odtworzenia warunków panujących w najwcześniejszych momentach Wszechświata z powodzeniem symulował prymitywną „plazmę kwarkowo-gluonową” – stan materii, który istniał zaledwie mikrosekundy po Wielkim Wybuchu. To osiągnięcie oznacza koniec wyjątkowej ery w amerykańskiej fizyce cząstek elementarnych, ale także sygnalizuje przejście do jeszcze bardziej ambitnych badań z planowanym Zderzaczem Elektronowo-Jonowym (EIC).
Rekonstrukcja wczesnego Wszechświata
W ramach projektu RHIC zderzano jądra atomowe z prędkością bliską prędkości światła, odtwarzając ekstremalne temperatury i gęstości, które charakteryzowały początków Wszechświata. Umożliwiło to naukowcom badanie oddziaływania silnego – jednej z podstawowych sił natury – oraz cząstek składowych, kwarków i gluonów, jak nigdy dotąd. Eksperymenty nie tylko potwierdziły istnienie tego egzotycznego stanu materii, ale także ujawniły jego zaskakujące właściwości: zamiast oczekiwanego zachowania, plazma kwarkowo-gluonowa wykazywała zachowanie przypominające ciecz przy prawie zerowym tarciu, zjawisko określane jako „prawie doskonałe”.
Rozwiązywanie podstawowych tajemnic
Oprócz odtworzenia prymitywnych warunków, w ramach projektu RHIC rozwiązano długotrwałe zagadki z zakresu fizyki cząstek elementarnych. Zderzacz poczynił znaczne postępy w rozwiązaniu „kryzysu spinu protonów”, dokładnie obliczając wkład spinowy kwarków i gluonów, chociaż część spinu pozostaje niewyjaśniona. Stworzył także najcięższe gromady antyjądrowe, jakie kiedykolwiek zaobserwowano, i poszerzył naszą wiedzę na temat paradoksalnego zachowania oddziaływania silnego, w przypadku którego siły słabną na mniejszych odległościach.
Koniec pewnej ery, początek kolejnej
Decyzja o zakończeniu RHIC nie była nagła; było to strategiczne posunięcie mające na celu utorowanie drogi EIC. Nowy zderzacz wykorzysta istniejącą infrastrukturę RHIC, przekształcając jeden ze swoich pierścieni magazynujących w celu umożliwienia cyrkulacji elektronów. W przeciwieństwie do RHIC, który opierał się na zderzeniach ciężkich jonów, EIC będzie wykorzystywać wysokoenergetyczne elektrony do „przecinania” jąder atomowych, zapewniając niespotykany dotąd wgląd w ich wewnętrzną strukturę.
Nowe Centrum Odkryć
EIC stanowi znaczącą inwestycję w amerykańską fizykę cząstek elementarnych, potencjalnie przywracającą wiodącą pozycję po dziesięcioleciach dominacji obiektów europejskich i azjatyckich. Oczekuje się, że projekt przyciągnie nowe pokolenie fizyków, wzmacniając Brookhaven National Laboratory jako centralny ośrodek najnowocześniejszych badań. Nawet po zamknięciu RHIC jego dziedzictwo będzie nadal żywe dzięki ogromnym ilościom wygenerowanych danych – w tym niedawnym odkryciom „wirtualnych cząstek” wewnątrz plazmy kwarkowo-gluonowej – oraz fundamentom, jakie położył pod przyszłe przełomy w EIC.
Zamknięcie RHIC to nie koniec, ale raczej niezbędny krok w kierunku nowego rozdziału w fizyce cząstek elementarnych. Bazując na swoich sukcesach, EIC obiecuje w dalszym ciągu odkrywać tajemnice podstawowych sił i cząstek Wszechświata, zapewniając, że poszukiwanie wiedzy będzie nadal głównym tematem badań naukowych.
