Silence au cœur de la soupe de quarks express
Dans les premiers instants qui suivent la collision de deux noyaux de plomb au Grand collisionneur de hadrons, une minuscule boule de feu naît : une soupe de quarks où les particules se déplacent librement. Si un champ magnétique très intense se forme à ce moment-là, il peut séparer les charges positives et négatives, comme un peigne sépare les cheveux en mèches. Cet effet est appelé effet magnétique chiral, et c'est lui que l'on a cherché dans les données du détecteur ALICE.
Pour vérifier si cet effet existe, les physiciens ont mesuré comment les particules chargées s'éloignent par rapport au plan de réaction — une ligne imaginaire le long de laquelle les noyaux sont entrés en collision. Ils ont utilisé deux approches. Dans la première, ils ont modifié la forme de la boule de feu elle-même pour séparer le signal utile du bruit de fond. Dans la seconde, ils ont comparé l'éloignement des particules par rapport à deux plans différents : l'un lié aux participants de la collision, où le bruit de fond est maximal, et l'autre lié aux spectateurs (les noyaux qui sont passés à côté), où le signal devrait être plus fort.
Les deux méthodes ont donné le même résultat : aucun signal de l'effet magnétique chiral n'est visible. Cela ne signifie pas que l'effet n'existe pas dans la nature — il est peut-être trop faible ou disparaît trop rapidement. Mais désormais, les scientifiques savent à quel point il doit être petit, ce qui aide à éliminer les théories incorrectes. La nouvelle limite, obtenue par la comparaison des plans, est plus stricte que les estimations précédentes.
Cette recherche ressemble à la tentative d'entendre un son très faible dans une pièce bruyante. Pour l'instant, on n'entend que le bruit, mais nous savons maintenant à quel point le son doit être fort pour être remarqué. Et cela nous rapproche de la compréhension de ce qui est arrivé à la matière dans les premiers instants après le Big Bang.
Résumé original
tel que rédigé par les auteurs, en anglais 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.
Dans les collisions de noyaux au LHC, la température atteint des billions de degrés — cent mille fois plus chaude que le centre du Soleil.