عندما يصطدم بروتون بنواة رصاص في مصادم الهادرونات الكبير، يتولد سرب من الجسيمات. تتناثر هذه الجسيمات في جميع الاتجاهات، ولكن ليس بشكل عشوائي تمامًا: فحركتها تشبه تموجات الماء الناتجة عن إلقاء حجر. يطلق الفيزيائيون على هذا التشتت المنتظم اسم «التدفق».
في الدراسة الجديدة، اختبر العلماء مدى استقرار هذا التدفق. وتبين أنه يتغير قليلًا من تصادم إلى آخر — تمامًا كما تعتمد تموجات الماء على طريقة سقوط الحجر. في السابق، لاحظوا هذه التقلبات فقط في تصادمات نواتين كبيرتين من الرصاص، والآن شاهدوها أيضًا في النظام الصغير «بروتون + نواة رصاص».
للتأكد من أن التأثير ليس ناتجًا عن تشويش (مثل النفاثات المنفصلة من الجسيمات)، طبق الفيزيائيون طريقة خاصة لتنقية البيانات. لم تستطع التشويشات تفسير التقلبات المرصودة. إذن، التدفق ليس متطابقًا في كل حدث.
يساعد هذا الاكتشاف على فهم أفضل لكيفية نشوء حركة منسقة من العديد من الجسيمات المنفردة. هذه الدراسات في مصادم الهادرونات الكبير تقدم أدلة حول المرحلة الأولى من التصادم، عندما تتصرف المادة كسائل.
كما كتبه المؤلفون، بالإنجليزية arXiv:2602.10645
Measurements of transverse momentum ($$p_{\rm T}$$) and pseudorapidity ($$\eta$$) dependent flow vector fluctuations in p$$-$$Pb collisions at $$\sqrt{s_{_{\rm NN}}} = 5.02$$ TeV at the CERN Large Hadron Collider are presented. By studying long-range two-particle correlations with a template fit method, potential biases from non-flow effects such as jets and resonance decays are effectively suppressed. Significant $$p_{\rm T}$$- and $$\eta$$-dependent fluctuations of the second-harmonic flow vector are observed with more than 5$$\sigma$$ confidence in p$$-$$Pb collisions, similar to the observations in Pb$$-$$Pb collisions. The influence of residual non-flow effects has been evaluated and cannot account for the observed fluctuations, thereby confirming the observation of flow vector fluctuations in small collision systems at the LHC. Comparisons to model calculations from 3DGlauber+MUSIC+UrQMD and the parton transport model from AMPT are also presented. The measurements provide constraints on the theoretical modelling of the three-dimensional initial geometry and its event-by-event fluctuations, offering critical insights into the origin of collective flow in small collision systems at the LHC.
في تصادم بروتون مع نواة رصاص، يتولد عدة آلاف من الجسيمات، لكن يمكن وصف حركتها الإجمالية ببضعة أرقام فقط — مثل شكل الموجة.