doi.org/10.1103/PhysRevC.109.014906
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Os pesquisadores usam colisões de íons pesados de alta energia para investigar o plasma quark-glúon (QGP), estudando sua existência transitória e a produção única de mésons Bc por meio da recombinação de quarks charm e bottom
Estas descobertas, apoiadas por dados preliminares do Grande Colisor de Hádrons, destacam o potencial dos mésons Bc como indicadores de QGP, com avanços esperados nos métodos de detecção para fornecer evidências mais conclusivas.
Colisões de núcleos atômicos de alta energia oferecem uma oportunidade única para recriar o plasma de quark-glúon (QGP) em laboratório, por um breve momento.
O QGP é uma forma fundamental e extremamente quente de matéria nuclear, na qual prótons e nêutrons se dissolvem em quarks e glúons.
Preencheu o universo primitivo nos primeiros microssegundos após o Big Bang.
Os cientistas usam colisões de íons pesados (partículas com carga elétrica) para produzir um grande número de quarks charmosos e bottom.
Esses quarks são excelentes sondas de formação de QGP.
Especificamente, a recombinação de quarks charm e bottom que se movem livremente facilita a produção de partículas de mésons Bc feitas de um número igual de quarks e antiquarks quando o QGP decai.
Rastreando o Plasma Quark-Gluon
Um QGP formado em colisões de íons pesados de alta energia dura apenas um curto período de tempo antes de se desintegrar em milhares de partículas que podem ser observadas em detectores.
Esses detectores rastreiam assinaturas de sinais produzidos por tipos específicos de partículas.
A descoberta e o estudo da formação de QGP em experimentos de íons pesados requerem assinaturas que não ocorrem em outros tipos de colisões, como colisões próton-próton.
Neste estudo, os pesquisadores realizaram simulações teóricas de quarks charm e bottom difundindo-se através do QGP.
Eles descobriram que a recombinação desses quarks aumenta a produção de mésons Bc.
Este mecanismo não ocorre em colisões próton-próton e, portanto, pode servir como uma assinatura clara da formação de QGP.
Melhorando a produção de mésons Bc em QGP Pesquisadores da HEFTY Topical Collaboration investigaram a recombinação de quarks charm e bottom em mésons Bc no QGP.
Eles desenvolveram um modelo de transporte que simula a cinética dos estados ligados aos quarks pesados por meio da bola de fogo QGP em expansão formada em colisões de íons pesados de alta energia.
Pesquisas anteriores usaram com sucesso este modelo para descrever a produção de estados ligados charm-antibottom e bottom-antibottom e, portanto, podem fornecer previsões para partículas Bc (estados ligados charm-antibottom).
Os pesquisadores usaram espectros realistas de quarks charm e bottom, calculados a partir de sua difusão através do QGP, para avaliar seus processos de recombinação.
Os resultados mostram um grande aumento no rendimento de Bc em colisões de núcleos de chumbo (Pb), em relação às colisões de prótons.
O maior efeito é previsto para mésons Bc de movimento lento em colisões frontais dos núcleos de Pb, onde uma grande bola de fogo QGP com um número apreciável de quarks charm e bottom é formada.
Perspectivas Futuras e Dados do LHC Os cálculos teóricos concordam com dados pioneiros da colaboração CMS no Large Hadron Collider (LHC).
No entanto, os dados ainda não são sensíveis aos mésons Bc de movimento lento; dados futuros fornecerão, portanto, um teste crítico desta assinatura QGP.
Publicado em 21/07/2024 16h09
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