Математические трудности

Как объяснить такие события? Какие физические процессы происходят во время столкновения двух тяжелых ядер, летящих с релятивистскими скоростями? Наиболее строгий способ — рассчитать результат столкновения, основываясь на принципах квантовой теории поля. Но это оказывается практически невыполнимым. Даже для очень небольших ядер такой расчет сопряжен с огромными математическими трудностями, а для больших групп нуклонов (например, когда сталкиваются два ядра урана, их около 500) решить задачу вообще невозможно.

Хотя большое число частиц лишает нас возможности проводить точные квантовомеханические расчеты, оно открывает другие пути. Такие физические системы, как макроскопические твердые тела, жидкости и газы, состоят из множества частиц, однако они хорошо описываются физическими теориями. Для анализа систем из большого числа частиц можно привлечь модели, основанные на статистических предположениях.

Две модели приобрели особо важное значение при изучении столкновений тяжелых ионов. В первой из них ядро рассматривается как капелька жидкости, и для описания столкновения двух таких капелек используются уравнения гидродинамики. Частицы, составляющие ядро, не рассматриваются (так же, как отдельные молекулы волы «не участвуют» в гидродинамическом описании дождевой капли). Ядерное вещество считается идеальной непрерывной жидкостью. Гидродинамическая модель была применена к релятивистским столкновениям ядер впервые 10 лет назад* В.Шайдом, Г.Мюллером, Ю.Гофманном и одним из нас (Грайнером) из Университета во Франкфурте-на-Майне и группой ученых из Лоуренсовской национальной лаборатории в Ливерморе, в которую входили Дж.Чаплин, М.Джонсон, Э.Теллер и М.Вейсс.

Вторая модель, которую называют каскадной, учитывает существование нуклонов в ядре, поскольку в состав ядра входят только нуклоны. Непосредственный расчет их траекторий оказывается возможным благодаря

упрощающему задачу предположению, согласно которому каждый нуклон движется свободно по прямой, пока не столкнется с другим нуклоном. Сложное взаимодействие, удерживающее нуклоны вместе, не учитывается, а сталкивающиеся ядра уподобляются сталкивающимся мешкам с шариками.

 

1 Comments

  1. 933585 350413Constructive criticism is usually looked upon as becoming politically incorrect. 907721

Оставить коментарий