Егор Недорезов

Ментор
Егор Вячеславович Недорезов — стажер-исследователь Объединенного института ядерных исследований, аспирант 1 курса кафедры фундаментальных и прикладных проблем микромира ЛФИ МФТИ

Контакты
nedorezov.ev@phystech.edu
https://t.me/kalikanduk

Проект: Термодинамический подход в изучении свойств кварк-глюонной плазмы
Современное понимание устройства материи основано на Стандартной Модели физики частиц, согласно которой адроны — частицы, участвующие в сильном взаимодействии, — состоят из более фундаментальных объектов: кварков и глюонов.

В привычных условиях кварки никогда не наблюдаются по отдельности: они навсегда «заперты» внутри адронов из-за явления конфайнмента в квантовой хромодинамике (КХД). Однако теория предсказывает, что при экстремально высоких температурах и плотностях адронная материя перестает существовать в обычном виде: адроны «расплавляются», и кварки с глюонами переходят в новое состояние — кварк-глюонную плазму. Тогда можно фиксировать эффекты взаимодействия свободных кварков и глюонов.

Подобные условия можно воссоздать в лабораторных условиях в ультрарелятивистских столкновениях тяжелых ионов на современных коллайдерах — RHIC (Brookhaven National Laboratory, США) и LHC (CERN, Швейцария). В этих экспериментах ядра разгоняются до околосветовых скоростей, а температура образующейся материи достигает десятков миллиардов Кельвинов, что в сотни тысяч раз превышает температуру в центре Солнца. Интересно, что согласно современным представлениям, аналогичные условия существовали во Вселенной в первые микросекунды после Большого взрыва, произошедшего около 13.8 миллиардов лет назад, а также до сих пор существуют в ядрах сверхплотных (нейтронных) звезд. Поэтому исследования кварк-глюонной плазмы позволяют не только изучать фундаментальные свойства сильного взаимодействия, но и напрямую связаны с космологией Вселенной.

В рамках проекта предлагается теоретически изучать горячую материю, образующуюся в столкновениях тяжелых ионов, с использованием термодинамического и статистического подходов. Основная идея — рассмотреть кварк-глюонную плазму как термодинамическую систему кварков и глюонов и на этой простой, но фундаментально важной модели понять ключевые свойства экстремально горячей материи.

В рамках работы предполагаются:

1. Изучение основной литературы по ядерной физике и физике частиц, термодинамике и статистической физике;
2. Рассмотрение кварк-глюонной плазмы как релятивисткого идеального газа кварков и глюонов (классический и квантовый случай), учет степеней свободы кварков и глюонов, сравнение с адронной материей (например, с моделью пионного газа);
3. Расчет основных термодинамических характеристик (температура, энтропия, энергия, давление), сравнение с экспериментальными данными и решеточными вычислениями КХД.

Научные интересы
Физика тяжелых ионов, кварк-глюонная материя, фазовые переходы.