Lorsque deux noyaux de plomb entrent en collision à une vitesse énorme, un nuage de matière incandescente naît un instant — plus dense et plus chaud que le centre du Soleil. À travers ce nuage filent des jets de particules : des faisceaux étroits comme des rayons laser, arrachés par l'impact. Le détecteur CMS capture leurs traces et montre comment les jets se modifient en traversant le « brouillard » brûlant.
Les scientifiques ont mesuré la largeur de dispersion des particules du jet dans deux directions : le long de l'axe du faisceau et perpendiculairement. Il s'avère que lors de collisions plus frontales — lorsque les noyaux se chevauchent davantage — le jet s'élargit davantage, et plus le long de l'axe du faisceau que perpendiculairement. Le faisceau d'une lampe de poche traversant une fumée épaisse s'étale en une tache allongée — c'est pareil ici.
Ce comportement des jets est une preuve directe qu'ils perdent de l'énergie en repoussant la matière chaude. La comparaison avec les collisions de protons, où il n'y a pas de milieu chaud, confirme que l'élargissement provient bien de l'interaction avec le nuage, et non des propriétés intrinsèques des jets.
tel que rédigé par les auteurs, en anglais arXiv:2603.14385
The longitudinal invariance of jet-induced peaks in two-particle correlation functions from relativistic lead-lead collisions is experimentally explored. The data were collected at a center-of-mass energy per nucleon pair of 5.02 TeV in 2018 using the CMS detector. The dataset corresponds to an integrated luminosity of 0.607 nb$$^{-1}$$. Long- and short-range correlations are studied through two-dimensional distributions of the separations in pseudorapidity and azimuth between particles in an event. Jets manifest as a well-defined peak at small angular separations, and the shape of this peak provides insight into jet medium interactions. This Letter examines the evolution of the jet peak shape, focusing on the dependence of its width and longitudinal asymmetry on the transverse momentum, collision centrality, and pseudorapidity of the associated charged particles. The jet-peak distributions of lower transverse momentum particles broaden in both pseudorapidity and azimuth with increasing collision overlap, with the broadening in pseudorapidity being more pronounced. The longitudinal asymmetry of the peaks is also found to increase as the average pseudorapidity increases. These results are compared to proton-proton collision data that were obtained at the same nucleon-nucleon collision center-of-mass energy with an integrated luminosity of 252 nb$$^{-1}$$.
La température de la matière créée lors de la collision de noyaux de plomb est 100 000 fois supérieure à celle du cœur solaire — environ 5 billions de degrés Celsius.
Dans le roman « Un feu sur l'abîme » de Vernor Vinge, un nuage de plasma brûlant empêche les vaisseaux de le traverser — comme les jets dans le brouillard de plomb.