[News] Upsilon : une particule insensible aux premiers instants de l'Univers ?

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Adrien
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[News] Upsilon : une particule insensible aux premiers instants de l'Univers ?

Message par Adrien » 21/02/2020 - 8:00:53


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(c) CEA/Javier Castillo Castellanos
La collaboration Alice au LHC (Cern), à laquelle contribue l'Irfu, vient de mettre en évidence la première particule capable de « résister » au « flot » du plasma de quarks et de gluons. Ce résultat pionnier ouvre la voie à de nouvelles études de cet état extrême de la matière qui prévalait aux premiers instants de l'Univers.

Quelques microsecondes après le Big Bang, l'Univers aurait connu un état où seuls existent les constituants les plus élémentaires de la matière : le plasma de quarks et de gluons (QGP).

Un tel état peut être recréé lors de la collisions d'ions de plomb relativistes au LHC (Large Hadron Collider). Les quarks et les gluons sont alors libérés des protons et des neutrons dans lesquels ils se trouvaient confinés et en libèrent de nouveaux par collisions successives. Une des propriétés les plus impressionnantes du QGP obtenu au LHC est l'apparition de mouvements collectifs de particules, produits par des gradients de pression qui se développent en son sein. L'observation d'un « flot » anisotrope de particules en est la preuve expérimentale directe. Jusqu'à présent, toutes les particules étudiées apparaissent comme emportées par ce flot, avec une force qui témoigne de l'intensité des interactions entre les constituants du QGP.

La majorité des quarks composant le QGP sont légers (up et down) mais certains, comme les quarks « beau », sont beaucoup plus lourds. Leur formation par paires quark-antiquark requérant davantage d'énergie, ils sont créés principalement par fusion de gluons aux premiers instants de la collision entre les deux noyaux, avant même la formation du QGP : ce sont donc des sondes privilégiées du plasma de quarks et de gluons. Plus lourds, ils ont aussi de meilleures chances de résister au flot et de se lier avec l'antiquark créé en même temps qu'eux.

Sur la base des données recueillies en 2015-2018, la collaboration Alice montre que la particule Upsilon(1S), formée par la liaison entre un quark beau et un antiquark beau, est la première particule qui ne semble pas participer au flot du QGP. Ce résultat est compatible avec certains modèles théoriques.

Les améliorations du détecteur Alice en cours permettront d'augmenter la précision des résultats actuels à partir de mai 2021.

Références:
ALICE Collaboration, Phys. Rev. Lett.

Source: CEA

protagoras
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Re: [News] Upsilon : une particule insensible aux premiers instants de l'Univers ?

Message par protagoras » 22/02/2020 - 9:15:10

Adrien a écrit :
21/02/2020 - 8:00:53

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(c) CEA/Javier Castillo Castellanos
La collaboration Alice au LHC (Cern), à laquelle contribue l'Irfu, vient de mettre en évidence la première particule capable de « résister » au « flot » du plasma de quarks et de gluons. Ce résultat pionnier ouvre la voie à de nouvelles études de cet état extrême de la matière qui prévalait aux premiers instants de l'Univers.

Quelques microsecondes après le Big Bang, l'Univers aurait connu un état où seuls existent les constituants les plus élémentaires de la matière : le plasma de quarks et de gluons (QGP).

Un tel état peut être recréé lors de la collisions d'ions de plomb relativistes au LHC (Large Hadron Collider). Les quarks et les gluons sont alors libérés des protons et des neutrons dans lesquels ils se trouvaient confinés et en libèrent de nouveaux par collisions successives. Une des propriétés les plus impressionnantes du QGP obtenu au LHC est l'apparition de mouvements collectifs de particules, produits par des gradients de pression qui se développent en son sein. L'observation d'un « flot » anisotrope de particules en est la preuve expérimentale directe. Jusqu'à présent, toutes les particules étudiées apparaissent comme emportées par ce flot, avec une force qui témoigne de l'intensité des interactions entre les constituants du QGP.

La majorité des quarks composant le QGP sont légers (up et down) mais certains, comme les quarks « beau », sont beaucoup plus lourds. Leur formation par paires quark-antiquark requérant davantage d'énergie, ils sont créés principalement par fusion de gluons aux premiers instants de la collision entre les deux noyaux, avant même la formation du QGP : ce sont donc des sondes privilégiées du plasma de quarks et de gluons. Plus lourds, ils ont aussi de meilleures chances de résister au flot et de se lier avec l'antiquark créé en même temps qu'eux.

Sur la base des données recueillies en 2015-2018, la collaboration Alice montre que la particule Upsilon(1S), formée par la liaison entre un quark beau et un antiquark beau, est la première particule qui ne semble pas participer au flot du QGP. Ce résultat est compatible avec certains modèles théoriques.

Les améliorations du détecteur Alice en cours permettront d'augmenter la précision des résultats actuels à partir de mai 2021.

Références:
ALICE Collaboration, Phys. Rev. Lett.

Source: CEA
On notera au passage que c'est précisément la découverte de la particule ϒ (upsilon) formée d'un quark bottom bleu et d'un quark anti-bottom antibleu le tout confiné par des gluons (eux-mêmes colorés) qui valida expérimentalement l'existence des quarks bottom prédits par la théorie.
Une fois de plus, la découverte théorique a précédé la découverte expérimentale.

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