Roterende energisk materie

Den svært energiske materien, som har en veldig høy temeperatur og tetthet og som er generert i partikkelakseleratoren LHC (Large Hadron Collider) ved CERN, er kalt kvark-gluon-plasma (QGP). QGP er laget av de minste elementærpartiklene, kvarker og gluoner, og det eksisterer i det tidlige universet og i sentrum av små og tunge stjerner. Det kan bli skapt bare for et kort øyeblikk i laboratoriet før det deretter eksploderer og lager et stort antall partikler. Ved å studere disse produserte partiklene kan vi teoretisk beregne egenskapene av QGP, noe som kan hjelpe oss å forstå det tidlige universet hvor QGP eksisterte som en form. QGP som er produsert i tung-ione-kollisjoner kan bli simulert og studert ved "particle in cell relativistic (PICR) computational fluid dynamics (CFD) "-modellen.

Rotasjonen av en væske er normalt i det daglige liv, slik som bølger som snur på overflaten av havet, eller skyer som ruller på himmelen. Disse fenomenene er beskrevet tradisjonelt av Kelvin-Helmholtz-instabilitet (KHI), og dette kan også forekomme i perifere tung-ione-kollisjoner. Etter kollisjonen roterer systemet og utvides, før det kjøles ned veldig raskt. Rotasjonen av systemet er forårsaket av den meget store innledende dreieimpulsen, som er til stede i perifere kollisjoner, men ikke i eksakt sentrale kollisjoner. Den store dreieimpulsen og skjærkraften forårsaker KHI til å skje i plasma av lav viskositet, som leder til en enda større rotasjon av den varme tette materien.

En slik rotasjonseffekt kan bli karakterisert av virvling som karakteriserer den lokale rotasjonen av den spinnende materien. I avhandlingen er flyte-virvlingen studert både for høye og relativ lave energikollisjoner. Den oppstående polariseringen av de emitterte partiklene ble også studert, noe som er basert på beregning av termisk virvling. Denne effekten gjør oss i stand til å oppdage og kvantifisere rotasjonen av det kolliderende systemet. En annen metode, som er kalt differensial korrelasjons-funksjonsanalyse, er også introdusert og studert for å oppdage og kvantifisere rotasjonen av systemet.

Disse fenomenene er veldig nye, og er derfor ikke studert før, verken teoretisk eller eksperimentelt. De er sterke signaler av rotasjon og KHI i perifere tung-ion-kollisjoner. Vi forventer at disse teoretiske forutsigelsene snart vil lede til eksperimentell verifisering.

Personalia:

Dujuan Wang ble født i Kina i 1986. Hun fikk sin master grad i teoretisk fysikk ved Central China Normal University of China i 2011, og startet da sine doktorgradsstudier ved Universitetet i Bergen, med økonomisk støtte fra kvoteprogrammet fra Statens lånekasse for utdanning.