การทดลอง NA49 (“การทดลองพื้นที่เหนือ 49”) เป็นการ ทดลอง ฟิสิกส์อนุภาคที่ศึกษาคุณสมบัติของพลาสมาควาร์ก-กลูออนชื่อเรียกอีกอย่างของการทดลองนี้คือ Ions/TPC-Hadrons การทดลองนี้เกิดขึ้นในพื้นที่เหนือของSuper Proton Synchrotron (SPS) ที่CERNตั้งแต่ปี 1991 ถึง 2002 ^{[ 1 ]}

การทดลองใช้เครื่องตรวจ จับแฮดรอนที่มีช่วงการรับสัญญาณกว้าง( ห้องฉายภาพเวลา ) เพื่อศึกษาปฏิกิริยาที่เกิดจากการชนกันของไอออนหนัก ต่างๆ (เช่น ไอออนของตะกั่ว ) กับเป้าหมายที่ทำจากธาตุหลากหลายชนิด จุดประสงค์ของ NA49 คือการศึกษาการผลิตแฮดรอนที่มีประจุและอนุภาคแปลกปลอมที่เป็นกลาง เพื่อค้นหาการทำนายการเปลี่ยนผ่านแบบดีคอนไฟน์เมนต์โดยทฤษฎีควอนตัมโครโมไดนามิกส์แบบแลตติส

การทดลอง NA49 เป็นการทดลองต่อเนื่องจากการทดลอง NA35และได้รับการอนุมัติเมื่อวันที่ 18 กันยายน 1991 การทดลองเริ่มเก็บข้อมูลในเดือนพฤศจิกายน 1994 และเสร็จสิ้นเมื่อวันที่ 19 ตุลาคม 2002 การทดลองนี้ได้รับการสานต่อด้วยการทดลอง NA61 (SHINE) โฆษกของการทดลองนี้คือปีเตอร์ เซย์บอธและไรน์ฮาร์ด สต็อก

ตามแบบจำลองมาตรฐาน (SM) ควาร์กสามารถมีอยู่ได้เฉพาะในรูปแบบผสมสองและสามตัวในรูปของแฮดรอน และควาร์กเดี่ยวไม่สามารถอยู่โดดเดี่ยวในสุญญากาศได้ ควาร์กประสบ กับ ปฏิสัมพันธ์แบบแรงซึ่งเกิดขึ้นผ่านการแลกเปลี่ยนกลูออน ในขณะที่แฮดรอนประสบกับ แรงนิวเคลียร์ซึ่งอธิบายโดยปรากฏการณ์ที่ซับซ้อนของปฏิสัมพันธ์แบบแฮดรอน สสารควาร์กเป็นชื่อที่ใช้เรียกสถานะที่ควาร์กหลุดออกจากปริมาตรของแฮดรอน การค้นหาสสารควาร์กเป็นการทดสอบแบบจำลองมาตรฐาน โดยเฉพาะอย่างยิ่งปฏิสัมพันธ์แบบแรง ซึ่งทำนายโดยทฤษฎีเกจแลตทิซหลังจากบิ๊กแบง จักรวาลควรจะประกอบด้วยสสารควาร์ก และการตรวจสอบสถานะนี้อาจให้ข้อมูลสำหรับการศึกษาทางฟิสิกส์ดาราศาสตร์^{[ 2 ]}

ทฤษฎีอนุภาคทำนายว่าการให้ความร้อนแก่สสารนิวเคลียร์ปกติเกินค่าวิกฤต (เช่นเดียวกับความหนาแน่น) จะส่งผลให้เกิดสสารควาร์ก-กลูออนที่ไม่ถูกจำกัด เพื่อสร้างสถานะนี้ จะใช้การทดลองเป้าหมายคงที่ โดยจะยิงลำแสงนิวเคลียสหนักที่เร่งความเร็วใกล้เคียงกับความเร็วแสงใส่เป้าหมายที่เป็นแผ่นฟอยล์โลหะบางๆ ทันทีหลังจากการชนกัน สสารควาร์ก-กลูออนที่มีอุณหภูมิสูงและหนาแน่นอาจถูกสร้างขึ้น ซึ่งจะทำให้เกิดการขยายตัวแบบระเบิด ณ จุดนี้ ความหนาแน่นและอุณหภูมิจะลดลง และแฮดรอนจะถูกปล่อยออกมาจากสสาร ซึ่งสามารถตรวจจับได้ด้วยเครื่องตรวจจับ^{[ 3 ]}

มีการใช้ ห้องฉายภาพเวลา (TPC) ขนาดใหญ่สี่ห้องสำหรับการทดลอง NA49 เพื่อติดตามและระบุอนุภาค TPC สองห้องแรกอยู่ภายในแม่เหล็กไดโพลที่มีขดลวดตัวนำยิ่งยวด ซึ่งใช้ในการกำหนดโมเมนตัมของอนุภาคจากการโค้งงอของวิถีการเคลื่อนที่ของอนุภาคที่มีประจุ TPC อีกสองห้องวางอยู่ด้านหลังแม่เหล็กเพื่อหาค่าการสูญเสียพลังงานไอออนไนเซชัน (dE/dx) และความเร็วของอนุภาค^{[ 4 ]}การทดลองนี้ยังใช้แคลอริเมตรขนาดใหญ่ที่ดัดแปลงมาจากการทดลอง SPS ก่อนหน้านี้ ซึ่งสามารถวัดพลังงานตามขวางของแฮดรอนที่ปล่อยออกมาจากการชนได้^{[ 5 ]}การวัดเวลาบิน (ToF) ทำโดยใช้ผนังตัวนับการเรืองแสงสองผนัง โดยมีความละเอียดของเวลา 60 ps มีการใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ด้านหน้าเพื่ออ่านค่า TPC ^{[ 6 ]}

ลำแสงที่ใช้มาจาก SPS และประกอบด้วยไอโซโทป²⁰⁸ Pbซึ่งเป็นชนิดนิวเคลียร์หนักและหนาแน่น มีพลังงาน 33 TeV ^{[ 7 ]}เป้าหมายที่ใช้ในการทดลองคือแผ่นฟอยล์ตะกั่วบาง ส่งผลให้เกิดการชนกันของนิวเคลียร์ Pb+Pb เมื่อลำแสงพุ่งตรงไปที่แผ่น ฟอยล์ ^{[ 8 ]}

ความหนาแน่นของพลังงานที่เกิดขึ้นจากการชนกันของการทดลอง NA49 ถูกกำหนดให้มีค่ามากกว่าค่าวิกฤต และสูงพอที่จะตรวจสอบสสารควาร์ก-กลูออนได้ โดยพบว่ามีค่า 3 GeV ต่อลูกบาศก์เฟมโตเมตร ซึ่งสอดคล้องกับ QCD แบบแลตติส^{[ 7 ] [ 9 ] [ 10 ]}นอกจากนี้ การทดลองยังสามารถกำหนดอุณหภูมิ 'หยุดการชน' ที่ 120 MeV ซึ่งเป็นอุณหภูมิที่การชนกันระหว่างแฮดรอนที่เกิดขึ้นจะหยุดลง^{[ 11 ]}

มีการใช้ผลลัพธ์เพิ่มเติมเพื่อกำหนดการเปลี่ยนเฟสของพาร์ตอน-แฮดรอน ซึ่งสอดคล้องกับการทำนายของแลตติส QCD ^{[ 12 ]}ผลลัพธ์บ่งชี้ว่าลักษณะของการเปลี่ยนแปลงเฟสเกิดขึ้นโดยไม่มีการกระโดดของความร้อนแฝงขนาดใหญ่ ซึ่งขึ้นอยู่กับการอภิปรายทางทฤษฎี^{[ 13 ]}

• การทดลอง NA35
• การทดลอง NA61
• รายชื่อการทดลอง SPS

• เว็บไซต์การทดลอง NA49
• เว็บไซต์สำหรับบุคคลทั่วไปของการทดลอง NA49
• เซิร์ฟเวอร์เอกสารของโครงการทดลอง NA49 ที่ CERN (รวมทั้งเอกสารของคณะกรรมการและสิ่งตีพิมพ์ของความร่วมมือในโครงการ NA49)
• บันทึกการทดลอง CERN-NA-49บนINSPIRE-HEP