해거던 온도
Hagedorn temperature해데돈 온도 T는H 해드론 물질(즉, 보통 물질)이 더 이상 안정되지 않는 이론 물리학에서 온도로서, 해드론 물질의 "끓는점" 또는 쿼크 물질로 변환해야 한다. 이와 같이 해드론 물질의 "끓는점"이라고 생각할 수 있다. 해데돈 온도는 물질 입자(쿼크-앤티마크) 쌍이 진공에서 자연적으로 당겨질 수 있을 정도로 사용 가능한 에너지의 양이 높기 때문에 존재한다. 그러므로 순진하게 생각해 보면, 해드돈 온도의 시스템은 우리가 넣을 수 있는 만큼의 에너지를 수용할 수 있다. 왜냐하면 형성된 쿼크들은 새로운 자유도를 제공하고, 따라서 해드돈 온도는 감당할 수 없는 절대 고온이 될 것이기 때문이다. 그러나 이 단계를 대신 쿼크로 본다면 이 물질이 쿼크 물질로 변질된 것이 분명해져 더욱 가열될 수 있다.
해거든 온도 T는H, 약 150 MeV 또는 약 1.7×10 K로12, 가장 가벼운 하이드론의 질량 에너지인 파이온과 동일하다.[1][2] 해게돈 온도 이상의 물질은 새로운 입자의 불덩어리를 분출할 것이며, 이것은 다시 새로운 불덩어리를 만들어낼 수 있고, 분출된 입자들은 입자 감지기에 의해 감지될 수 있다. 이 쿼크 물질은 CERN(프랑스·스위스)의 SPS와 LHC, 브룩헤이븐 국립연구소(미국)의 RHIC에서 중이온 충돌에서 검출됐다.
끈 이론에서, 하드론보다는 끈에 대해 별도의 해데돈 온도를 정의할 수 있다. 이 온도는 극도로 높아서(10K30) 이론적인 흥미가 주로 있다.[3]
역사
해게돈 온도는 독일의 물리학자 롤프 해게돈에 의해 1960년대에 CERN에서 일하면서 발견되었다. 하드론 생산의 통계적 부트스트랩 모델에 관한 그의 연구는 시스템의 에너지 증가는 새로운 입자를 생산하게 할 것이기 때문에, 충돌 에너지의 증가는 온도보다 시스템의 엔트로피를 증가시킬 것이며, "온도는 제한 값에 고착되게 된다"[4][5]는 것을 보여주었다.
기술 설명
Haedorn 온도는 상태 밀도가 기하급수적으로 증가하는 시스템에서 분할 합계가 분산되는 온도 T이다H.[4][6]
![{\displaystyle \lim _{T\rightarrow T_{\rm {H}}^{-}}\operatorname {Tr} \left[e^{-\beta H}\right]=\infty }](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/a723e00b121aa8d98c5e7bb98f0f21043ad0e137)
그 차이가 있기 때문에 사람들은 해데돈 온도 이상의 온도를 갖는 것이 불가능하다는 잘못된 결론에 도달할 수 있는데, 이것은 그것을 절대 온도로 만들 것이며, 그것은 무한한 에너지를 필요로 하기 때문이다. 방정식:
![{\displaystyle \lim _{T\rightarrow T_{\rm {H}}^{-}}E=\lim _{T\rightarrow T_{\rm {H}}^{-}}{\frac {\operatorname {Tr} \left[He^{-\beta H}\right]}{\operatorname {Tr} \left[e^{-\beta H}\right]}}=\infty }](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/f584d8b8795a020031dbebaefd51892290705441)
이러한 추리의 선은 해데돈에게도 거짓으로 잘 알려져 있었다. 수소-항수소 쌍의 생성을 위한 칸막이 기능은 이온화 에너지에서 축적되는 에너지 레벨로부터 유한한 기여를 받기 때문에 훨씬 더 빠르게 분산된다. 전자가 양자와 매우 멀리 떨어져 있기 때문에 분열을 일으키는 상태는 공간적으로 크다. 이 차이는 저온에서 수소-항수소(anti-hydrogen)가 생성되지 않고 양성자/항전자와 전자/항전자가 생성되지 않음을 나타낸다. 해거든 온도는 에너지 E와 유한한 크기를 가진 기하급수적으로 많은 종의 물리적으로 비현실적인 경우에서 최대 온도에 불과하다.
상태 수에서의 기하급수적인 성장의 개념은 원래 응축 물질 물리학의 맥락에서 제안되었다. 1970년대 초 스티븐 프라우츠치와 해데돈에 의해 고에너지 물리학에 편입되었다. 해드론 물리학에서 해드론 온도는 탈핵 온도다.
끈 이론에서
끈 이론에서, 그것은 매우 긴 끈이 많이 생산되는 전환인 위상 전환을 나타낸다. 그것은 끈 장력의 크기에 의해 제어되며, 이는 커플링 상수의 일부 동력에 의해 플랑크 눈금보다 작다. 플랑크 스케일에 비해 장력을 작게 조절함으로써 해데돈 전환은 플랑크 온도보다 훨씬 적을 수 있다. 전통적인 그랜드 통일 스트링 모델은 플랑크 온도보다 2배 작은 1030 켈빈 크기에 이것을 배치한다. 그러한 온도는 어떤 실험에서도 도달하지 않았으며 현재 또는 심지어 예측 가능한 기술의 범위를 훨씬 벗어난다.
참고 항목
참조
- ^ Gaździcki, Marek; Gorenstein, Mark I. (2016), Rafelski, Johann (ed.), "Hagedorn's Hadron Mass Spectrum and the Onset of Deconfinement", Melting Hadrons, Boiling Quarks – From Hagedorn Temperature to Ultra-Relativistic Heavy-Ion Collisions at CERN, Springer International Publishing, pp. 87–92, Bibcode:2016mhbq.book...87G, doi:10.1007/978-3-319-17545-4_11, ISBN 978-3-319-17544-7
- ^ Cartlidge, Edwin (23 June 2011). "Quarks break free at two trillion degrees". Physics World. Retrieved 27 January 2014.
- ^ Atick, Joseph J.; Witten, Edward (1988). "The Hagedorn transition and the number of degrees of freedom of string theory". Nuclear Physics B. 310 (2): 291. Bibcode:1988NuPhB.310..291A. doi:10.1016/0550-3213(88)90151-4.
- ^ a b Ericson, Torleif; Rafelski, Johann (4 September 2003). "The tale of the Hagedorn temperature". CERN Courier. Retrieved 2016-12-09.
- ^ Rafelski, Johann, ed. (2016). Melting Hadrons, Boiling Quarks – From Hagedorn Temperature to Ultra-Relativistic Heavy-Ion Collisions at CERN. Cham: Springer International Publishing. Bibcode:2016mhbq.book.....R. doi:10.1007/978-3-319-17545-4. ISBN 978-3-319-17544-7.
- ^ Tyson, Peter (December 2007). "Absolute Hot: Is There an Opposite to Absolute Zero?". NOVA. Retrieved 2008-12-21.
