Les chercheurs de l'expérience ALICE ont étudié commentLe plasma quark-gluon influence les harmonies - les mésons (particules) constitués d'un quark charme et de son antiquark. Les résultats de ces travaux ouvrent de nouvelles opportunités pour l'étude de l'interaction forte - l'une des quatre forces fondamentales de la nature - dans des conditions de température et de densité extrêmes du plasma quark-gluon.
Le plasma quark-gluon est extrêmement chaud etun état dense de la matière dans lequel les quarks et les gluons n'existent pas à l'intérieur des hadrons (particules composées telles que les protons et les neutrons), mais seuls. On pense que cette forme de matière existait dans l'univers primitif après le Big Bang. Il peut être recréé lors de la collision à grande vitesse de noyaux atomiques de plomb dans le LHC.
Illustration de l'influence du plasma quark-gluon surformation de charmonium dans les collisions de noyaux de plomb. À mesure que la température du plasma augmente, l'état plus faiblement lié ψ (2S) est plus susceptible d'être "protégé" et donc de ne pas être produit en raison de plus de quarks et de gluons dans le plasma (cercles colorés). Une augmentation du nombre de quarks et d'antiquarks charmés (c et c̄) peut conduire à la formation de charmoniums supplémentaires à la suite de la recombinaison des quarks. Image : collaboration ALICE)
Etats liés du quark charmé etles antiquarks sont maintenus ensemble par une force puissante, expliquent les scientifiques. Dans le plasma, leur production est supprimée en raison du "blindage" par le grand nombre de quarks et de gluons présents dans cette forme de matière. Dans le même temps, des calculs théoriques ont prédit que ces effets se manifestent différemment dans différents états du charmonium.
Les physiciens ont analysé les données obtenues lors delors des deux premiers lancements du LHC en 2015 et 2018. Les résultats de mesure montrent que, quelle que soit la quantité de mouvement de la particule, l'état charmonium ψ(2S) est supprimé environ deux fois plus fortement que l'état J/ψ. C'est la première observation d'une hiérarchie d'inhibition de la production totale de charmonium, disent les scientifiques.
Les chercheurs pensent que les données de la troisième période d'exploitation du LHC aideront à établir définitivement comment les charmonies changent et à comprendre la nature de la force forte qui maintient les quarks ensemble.
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