Pesquisadores desenvolvem modelo para estudar recombinação de quarks pesados ​​em plasma de quarks e glúons

Pesquisadores da HEFTY Topical Collaboration investigaram a recombinação de quarks charm e bottom em B_c mésons no plasma quark-gluon (QGP). Eles desenvolveram um modelo de transporte que simula a cinética de estados ligados de quarks pesados ​​através 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 charme-anticharme e fundo-antifundo e, portanto, podem fornecer previsões para B_c partículas (estados ligados charme-antifundo).

O artigo foi publicado na revista Revisão Física C.

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 — os 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 B_c mésons. Esse mecanismo não ocorre em colisões próton-próton e, portanto, pode servir como uma assinatura limpa da formação de QGP.

Os pesquisadores usaram espectros realistas de quarks charm e bottom, computados a partir de sua difusão através do QGP, para avaliar seus processos de recombinação. Os resultados mostram um grande aumento do B_c rendimento em colisões de núcleos de chumbo (Pb), em relação ao das colisões de prótons. O maior efeito é previsto para B de movimento lento_c mésons em colisões “frontais” dos núcleos de Pb, onde uma grande bola de fogo QGP com números apreciáveis ​​de quarks charm e bottom é formada.

Os cálculos teóricos concordam com os dados pioneiros da colaboração do CMS no Large Hadron Collider (LHC). No entanto, os dados ainda não são sensíveis ao B de movimento lento_c mésons; dados futuros fornecerão, portanto, um teste crítico desta assinatura QGP.