ALICE studia l’espansione del quark-gluon plasma con i quark charm

I quark pesanti con sapore charm possono essere usati come sonde del quark-gluon plasma (QGP) che si forma in collisioni di nuclei di piombo a LHC. Quando i nuclei non si scontrano centralmente (testa a testa), il QGP ha una forma allungata e la sua rapida espansione porta a un modulazione prevalente ellittica – flusso ellittico v₂ – nella distribuzione in angolo azimutale del momento degli adroni prodotti.

La Collaborazione ALICE ha misurato, usando il campione di collisioni piombo-piombo raccolto nel 2018, il flusso ellittico degli adroni che contengono quark charm, sia legati a un quark leggero (mesoni D) sia legati in coppie charm-anticharm (J/ψ). I risultati delle misure sono mostrati in figura in funzione del momento trasverso p_T. A basso momento, il flusso ellittico dei mesoni D non è alto quanto quello dei pioni (che contengono solo quark leggeri), mentre il flusso ellittico dei mesoni J/ψ è più basso di entrambi, ma chiaramente osservato. Questo ordinamento indica che i quark pesanti con charm vengono trasportati dall’espansione del QGP, tramite interazioni forti, ma probabilmente in modo minore rispetto ai quark leggeri, e che sia i mesoni D che i mesoni J/ψ di basso momento sono in parte formati dalla ricombinazione di quark.

I gruppi INFN hanno avuto un ruolo centrale per il conseguimento di questi risultati.

CERN Media Update:

https://home.cern/news/news/physics/cern-collaborations-present-new-results-particles-charm-quarks

Approfondimenti:

D meson anisotropy in Pb-Pb collisions:

https://arxiv.org/pdf/2005.11131.pdf

J/ψ meson anisotropy in Pb-Pb collisions:

https://arxiv.org/pdf/2005.14518.pdf