في مصادم الهادرونات الكبير، تُصطدم البروتونات بنوى الرصاص. لحظة الاصطدام تولد مئات الجسيمات الجديدة، وبعضها يخرج في حزم ضيقة — نفاثات. داخل هذه النفاثة، كما في تيار كثيف، يمكن للبروتونات والنيوترونات أن تلتصق معًا لتكوين نوى أكبر، مثل الديوترون — نواة الهيدروجين الثقيل.
فيزيائيو تعاون ALICE قاسوا لأول مرة عدد الديوترونات والديوترونات المضادة التي تولد داخل النفاثات مقارنة بالمناطق المجاورة لها. للقيام بذلك، اختاروا أحداثًا بجسيم قائد يحدد اتجاه النفاثة، ونظروا إلى ما يحدث في ثلاث مناطق: على طول اتجاه النفاثة، وفي الاتجاه المعاكس، وعبره. وتبين أن الديوترونات تظهر داخل النفاثات بشكل ملحوظ أكثر من تدفق الجسيمات الخلفي. هذا التأثير أقوى من التصادمات العادية بين البروتون والبروتون.
قورنت النتيجة بنموذج حاسوبي PYTHIA، الذي يصف تولد الجسيمات في التصادمات. يعيد النموذج إنتاج التكوين المعزز للديوترونات في النفاثات نوعيًا، وإن لم يكن في كل التفاصيل. هذا يعني أن آلية التصاق البروتونات والنيوترونات داخل النفاثات تشبه التفاعلات النووية العادية، لكنها تعمل بشكل مختلف في الظروف القاسية للتصادمات.
هذه القياسات تساعد في فهم كيفية تجميع النوى من الكواركات والغلوونات — من الأخف إلى الأثقل. هذا مهم أيضًا للفيزياء الفلكية: في الأشعة الكونية تولد الديوترونات أيضًا، وأصلها لا يزال غير واضح تمامًا.
كما كتبه المؤلفون، بالإنجليزية arXiv:2602.22880
This article presents the first measurement of the (anti)deuteron and antiproton transverse-momentum distributions, the deuteron coalescence parameter, and the ratio between the yields of deuteron and proton in and out of jets in p-Pb collisions at $$\sqrt{s_{\rm NN}} = 5.02$$ TeV. Three regions are used to study the jet-correlated production: Toward, Away, and Transverse to the jet axis, which direction is approximated by the leading particle in the event with $$p_{\rm T}^{\rm lead} > 5$$ GeV/$$c$$. The jet contribution is obtained from the Toward region by subtracting the underlying event, which dominates the Transverse region. In p-Pb collisions, an enhancement of the coalescence parameter $$B_{\rm 2}$$ is observed in jets compared to the underlying event. The enhancement is larger than the one observed in a similar analysis already in pp collisions. The results are compared with predictions from PYTHIA 8.314 using the Angantyr model with a deuteron production model based on ordinary nuclear reactions. The model is able to qualitatively reproduce the large enhancement of the coalescence parameter in jets with respect to the out-of-jets one. The results are further compared in detail with similar ones from previous studies for pp collisions at $$\sqrt{s} = 13$$ TeV.
الديوترون هو النواة المستقرة الوحيدة المكونة من جسيمين مختلفين: بروتون ونيوترون. جميع النوى الأخرى المكونة من جسيمين (الديبروتون، الدينيوترون) تتفكك فورًا.