En la física de altas energías , la extinción del chorro es un fenómeno que puede ocurrir en la colisión de partículas de energía ultra alta. En general, la colisión de partículas de alta energía puede producir chorros de partículas elementales que emergen de estas colisiones. Las colisiones de haces de partículas de iones pesados ultrarrelativistas crean un medio caliente y denso comparable a las condiciones del universo temprano , y luego estos chorros interactúan fuertemente con el medio, lo que lleva a una marcada reducción de su energía. Esta reducción de energía se denomina "extinción por chorro".
Fondo de física
En el contexto de las colisiones de hadrones de alta energía , los quarks y gluones se denominan colectivamente partones . Los chorros que emergen de las colisiones originalmente consisten en partones, que rápidamente se combinan para formar hadrones, un proceso llamado hadronización . Solo los hadrones resultantes pueden observarse directamente. El medio denso y caliente producido en las colisiones también está compuesto por partones; se lo conoce como plasma de quark-gluón (QGP). En este ámbito, las leyes de la física que se aplican son las de la cromodinámica cuántica (QCD).
Las colisiones núcleo-núcleo de alta energía permiten estudiar las propiedades del medio QGP a través de los cambios observados en las funciones de fragmentación del chorro en comparación con el caso no apagado. Según QCD , los partones de alto momento producidos en la etapa inicial de una colisión núcleo-núcleo sufrirán múltiples interacciones dentro de la región de colisión antes de la hadronización . En estas interacciones, la energía de los partones se reduce a través de la pérdida de energía por colisión [1] y la radiación de gluones inducida por el medio [2], siendo este último el mecanismo dominante en un QGP. El efecto de la extinción de chorros en QGP es la principal motivación para estudiar chorros, así como los espectros de partículas de alto momento y las correlaciones de partículas en colisiones de iones pesados. La reconstrucción precisa del chorro permitirá medir las funciones de fragmentación del chorro y, en consecuencia, el grado de extinción y, por lo tanto, proporcionará información sobre las propiedades del medio QGP denso y caliente creado en las colisiones.
Evidencia experimental de enfriamiento por chorro
La primera evidencia de pérdida de energía de partón se ha observado en el colisionador de iones pesados relativista (RHIC) a partir de la supresión de partículas de alto pt estudiando el factor de modificación nuclear [3] [4] y la supresión de correlaciones consecutivas. [4]
En colisiones ultrarrelativistas de iones pesados a una energía de centro de masa de 2,76 y 5,02 TeV en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) , se espera que las interacciones entre el partón de alto momento y el medio denso y caliente producido en las colisiones conducir al enfriamiento del chorro. De hecho, en noviembre de 2010, el CERN anunció la primera observación directa de extinción por chorro, basada en experimentos con colisiones de iones pesados , que involucraron a ATLAS , CMS y ALICE . [5] [6] [7] [8]
Ver también
Referencias
- ^ DH Perkins (2000). Introducción a la física de altas energías , Cambridge University Press.
- ^ Gross, David J .; Wilczek, Frank (25 de junio de 1973). "Comportamiento ultravioleta de las teorías de calibre no abeliano" . Cartas de revisión física . 30 (26): 1343-1346. Código Bibliográfico : 1973PhRvL..30.1343G . doi : 10.1103 / physrevlett.30.1343 .
- ^ Adcox, K .; et al. (Colaboración PHENIX) (2002). "Supresión de hadrones con gran impulso transversal en colisiones centrales Au + Au en √ s NN = 130 GeV". Cartas de revisión física . 88 (2): 022301. arXiv : nucl-ex / 0109003 . doi : 10.1103 / physrevlett.88.022301 . PMID 11801005 . S2CID 119347728 .
- ^ a b Adler, C .; et al. (Colaboración STAR) (26 de febrero de 2003). "Desaparición de correlaciones de hadrones de p T alto espalda con espalda en colisiones centrales de Au + Au en √ s NN = 200 GeV". Cartas de revisión física . 90 (8): 082302. arXiv : nucl-ex / 0210033 . doi : 10.1103 / physrevlett.90.082302 . PMID 12633419 . S2CID 41635379 .
- ^ "Los experimentos del LHC aportan nuevos conocimientos sobre el universo primordial" (Comunicado de prensa). CERN . 26 de noviembre de 2010 . Consultado el 2 de diciembre de 2010 .
- ^ Aad, G .; et al. (Colaboración ATLAS) (13 de diciembre de 2010). "Observación de una asimetría de Dijet dependiente de la centralidad en colisiones de plomo-plomo en √ s NN = 2,76 TeV con el detector ATLAS en el LHC" . Cartas de revisión física . 105 (25): 252303. doi : 10.1103 / physrevlett.105.252303 . PMID 21231581 .
- ^ Chatrchyan, S .; et al. (Colaboración CMS) (12 de agosto de 2011). "Observación y estudios de extinción de chorro en colisiones Pb-Pb en √ s NN = 2,76 TeV" . Physical Review C . 84 (2): 024906. doi : 10.1103 / physrevc.84.024906 .
- ^ CERN (18 de julio de 2012). "Iones pesados y plasma de quark-gluon" .
enlaces externos
- Supresión de chorro en colisiones de iones pesados
- Atravesando la sopa de Quark
- Revisión de Jet Quenching (2017)
- Revisión de Jet Quenching (2009)