Les physiciens de la collaboration ALICE (A Large Ion Collider Experiment) au CERN ont annoncé les premières mesures d’un flux elliptique d’upsilons, des particules de bottomonium composées d’un quark inférieur et de son antiquark.
L’une des premières collisions d’ions plomb enregistrées par le détecteur ALICE. Crédit image : Collaboration ALICE / CERN.
Les Bottomonia et leurs homologues charm-quark, les particules charmonium, sont d’excellentes sondes du plasma quark-gluon, un état de la matière dont on pense qu’il s’est formé juste après le Big Bang.
Elles sont créées au cours des étapes initiales d’une collision d’ions lourds et connaissent donc toute l’évolution du plasma, depuis le moment où il est produit jusqu’au moment où il se refroidit et laisse place à un état dans lequel les hadrons peuvent se former.
Une indication de la formation du plasma quark-gluon est le mouvement collectif, ou flux, des particules produites.
Ce flux est généré par l’expansion du plasma chaud après la collision, et son ampleur dépend de plusieurs facteurs, notamment : le type et la masse de la particule, le caractère central ou ” frontal ” de la collision, et les moments des particules à angle droit par rapport à la ligne de collision.
Un type d’écoulement, appelé écoulement elliptique, résulte de la forme elliptique initiale des collisions non centrales.
Dans la nouvelle étude, les physiciens d’ALICE ont déterminé le flux elliptique des upsilons en observant les paires de muons (cousins plus lourds de l’électron) en lesquels ils se transforment, ou “se désintègrent”.
Les chercheurs ont découvert que la magnitude du flux elliptique des upsilons pour une gamme de momenta et de centralités de collision est faible, faisant des upsilons les premiers hadrons qui ne semblent pas présenter un flux elliptique significatif.
“Les résultats sont cohérents avec la prédiction selon laquelle les upsilons sont largement divisés en leurs quarks constitutifs dans les premiers stades de leur interaction avec le plasma, et ils ouvrent la voie à des mesures de plus haute précision en utilisant les données du détecteur amélioré d’ALICE, qui sera capable d’enregistrer dix fois plus d’upsilons”, ont-ils déclaré.
“De telles données devraient également jeter la lumière sur le cas curieux du flux J/psi. Cette particule de charmonium plus légère a un flux plus important et on pense qu’elle se reforme après avoir été divisée par le plasma.”
L’équipe a présenté ses résultats ce mois-ci à la conférence Conférence de la Société européenne de physique sur la physique des hautes énergies. (EPS-HEP) à Gand, en Belgique.
