صمت في قلب حساء الكواركات سريع
في اللحظات الأولى بعد تصادم نواتي رصاص في مصادم الهادرونات الكبير، تنشأ كرة نارية صغيرة للغاية — حساء كواركات، حيث تتحرك الجسيمات بحرية. إذا نشأ مجال مغناطيسي قوي جدًا في تلك اللحظة، فقد يفصل الشحنات الموجبة والسالبة، كما يفصل المشط خصلات الشعر. يُعرف هذا التأثير بالتأثير المغناطيسي اللولبي (chiral magnetic effect)، وقد بحثوا عنه في بيانات كاشف ALICE.
للتحقق من وجود هذا التأثير، قاس الفيزيائيون كيفية تبعثر الجسيمات المشحونة بالنسبة لمستوى التفاعل — وهو خط وهمي على طوله تصادمت النواتان. استخدموا طريقتين. في الأولى، غيّروا شكل الكرة النارية نفسها لفصل الإشارة المفيدة عن الخلفية. وفي الثانية، قارنوا تبعثر الجسيمات بالنسبة لمستويين مختلفين: أحدهما مرتبط بالمشاركين في التصادم، حيث تكون الخلفية قصوى، والآخر مرتبط بالمتفرجين (النوى التي مرت دون تصادم)، حيث يجب أن تكون الإشارة أقوى.
أعطت كلتا الطريقتين النتيجة نفسها: لا تظهر إشارة التأثير المغناطيسي اللولبي. هذا لا يعني أن التأثير غير موجود في الطبيعة — ربما يكون ضعيفًا جدًا أو يختفي بسرعة. لكن العلماء الآن يعرفون مدى صغره المحتمل، وهذا يساعد في استبعاد النظريات غير الصحيحة. الحد الجديد الذي حُصل عليه من مقارنة المستويين كان أكثر صرامة من التقديرات السابقة.
هذا البحث يشبه محاولة سماع صوت خافت جدًا في غرفة صاخبة. ما زلنا نسمع الضجيج فقط، لكننا الآن نعرف مدى ارتفاع الصوت الذي يجب أن يكون ليُلاحظ. وهذا يقربنا من فهم ما حدث للمادة في اللحظات الأولى بعد الانفجار العظيم.
الملخص الأصلي
كما كتبه المؤلفون، بالإنجليزية arXiv:2602.22900
The latest experimental studies related to the search for the Chiral Magnetic Effect (CME) in Pb-Pb collisions at $$\sqrt{s_{\rm NN}} = 5.02$$ TeV recorded with the ALICE detector at the Large Hadron Collider (LHC) are presented. Charge-dependent two-particle correlations relative to the reaction plane are measured for charged particles in the pseudorapidity range $$|\eta| < 0.8$$ and the transverse-momentum range $$0.2 < p_{\rm T} < 5$$ GeV/$$c$$. Two approaches have been employed: in the first method, the contribution of the background to the measurement is varied using the event shape engineering (ESE), while the second relies on changing the contribution of the potential CME signal by measuring azimuthal correlations relative to the participant plane, where the background contributions are maximized, and spectator plane, where the CME signal contribution is maximized. Both methods yield results consistent with the absence of a CME signal within the measurement uncertainties. The result obtained from correlations relative to different symmetry planes, a technique applied for the first time at LHC energies, gives the possibility to test independently and confirm the upper limits from previous measurements, while the new limit from the ESE analysis offers improved constraint relative to previous attempts.
في تصادمات النوى في مصادم الهادرونات الكبير، تصل درجة الحرارة إلى تريليونات الدرجات — أي أكثر سخونة بمئة ألف مرة من مركز الشمس.