Les bottomoniums font de la résistance
Publié par Redbran le 30/07/2019 à 14:00
Source: CERN
La première mesure, par la collaboration ALICE, d'un flux elliptique pour les particules bottomoniums pourrait aider à expliquer l'Univers primordial.


L'expérience ALICE (Image: CERN)

Quelques millionièmes de seconde ( Seconde est le féminin de l'adjectif second, qui vient immédiatement après le premier ou qui s'ajoute à quelque chose de nature identique. La seconde...) après le Big Bang (Le Big Bang est l’époque dense et chaude qu’a connu l’univers il y a environ 13,7 milliards d’années, ainsi que...), l'Univers (L'Univers est l'ensemble de tout ce qui existe et les lois qui le régissent.) était si dense et chaud que les quarks et gluons qui constituent les protons, les neutrons et les autres hadrons flottaient librement dans ce qu'on appelle le plasma ( En physique, le plasma décrit un état de la matière constitué de particules chargées (d'ions et d'électrons). Le plasma quark-gluon est un plasma qui constituerait les grandes étoiles à neutrons avant qu'elles ne s'effondrent...) quarks-gluons. L'expérience ALICE auprès du Grand collisionneur (Un collisionneur est un type d'accélérateur de particules mettant en jeu des faisceaux dirigés de particules élémentaires.) de hadrons (LHC) peut recréer ce plasma dans des collisions de haute énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.) produites par des faisceaux d'ions lourds (ions plomb). Cependant, ALICE, de même que les autres expériences de collision (Une collision est un choc direct entre deux objets. Un tel impact transmet une partie de l'énergie et de l'impulsion de l'un des corps au second.) capables de recréer le plasma, ne peuvent pas observer directement cet état de la matière (Bien que le concept de phase soit simple, il est difficile de le définir précisément. Une bonne définition de la phase d'un système est « une région de l'espace des paramètres thermodynamiques...). La présence et les propriétés du plasma ne peuvent être déduites que des signatures laissées sous la forme des particules produites dans les collisions.

Dans un nouvel article, présenté à la conférence sur la physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la « science de la nature ». Dans un sens...) des hautes énergies de la Société européenne de physique, la collaboration ALICE a signalé la première mesure d'une signature de ce type - le flux (Le mot flux (du latin fluxus, écoulement) désigne en général un ensemble d'éléments (informations / données, énergie, matière, ...) évoluant dans un sens commun. Plus précisément le...) elliptique - pour les particules upsilon produites dans des collisions plomb-plomb au LHC.

L'upsilon est une particule bottomonium, constituée d'un quark (Les quarks sont des fermions que la théorie du modèle standard décrit, en compagnie de la famille des leptons, comme les constituants...) bottom (souvent appelé aussi beauté) et de son antiquark. Les bottomoniums et leurs équivalents charmés, les charmoniums, constituent d'excellentes sondes du plasma quarks-gluons. Ces particules sont créées dans les phases initiales d'une collision d'ions lourds et sont donc témoins de toute l'évolution du plasma, depuis le moment où celui-ci est produit jusqu'au moment où il se refroidit et aboutit à un un état dans lequel peuvent se former les hadrons.

Une indication (Une indication (du latin indicare : indiquer) est un conseil ou une recommandation, écrit ou oral.) que le plasma quarks-gluons est formé 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, en particulier le type de particule et sa masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un corps : l'une quantifie l'inertie du corps (la masse inerte) et l'autre la contribution du corps à la...), le caractère frontal (Un frontal est un équipement informatique.) ("central") ou non de la collision, et les impulsions des particules à angle (En géométrie, la notion générale d'angle se décline en plusieurs concepts apparentés.) droit de la ligne de faisceau. L'un des types de flux, appelé flux elliptique, est le résultat de la forme elliptique initiale des collisions non centrales.

Dans cette nouvelle étude, l'équipe d'ALICE a établi le flux elliptique des upsilons en observant les paires de muons (des cousins lourds de l'électron) qu'ils produisent en se désintégrant. Elle a pu déterminer que l'ampleur du flux elliptique des upsilons pour toute une gamme d'impulsions et de centralités de collisions est faible, ce qui fait des upsilons les premiers hadrons qui semblent ne pas présenter de flux elliptique significatif.

Les résultats sont conformes à la prédiction selon laquelle les upsilons sont pour l'essentiel divisés en leurs quarks constitutifs dès les premiers stades de leur interaction (Une interaction est un échange d'information, d'affects ou d'énergie entre deux agents au sein d'un système. C'est une action réciproque qui suppose...) avec le plasma. Cette observation (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et d’étude appropriés. Le plaisir procuré...) ouvre la voie à des mesures de haute précision s'appuyant sur les données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un...) du détecteur (Un détecteur est un dispositif technique (instrument, substance, matière) qui change d'état en présence de l'élément ou de la situation pour lequel il a été spécifiquement conçu.) ALICE amélioré, qui sera capable d'enregistrer dix fois plus d'upsilons. Ces données pourraient aussi fournir quelques éléments d'explication concernant l'étrange histoire du flux de J/ψ. Le J/ψ, qui est une particule charmonium, plus légère, présente un flux plus élevé, et semble se reformer après avoir été divisé par le plasma.
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