Deux flux de voitures se percutent à un carrefour. Dans les premiers instants qui suivent le choc, les débris ne s'éparpillent pas au hasard, mais comme s'ils étaient brièvement enveloppés dans un nuage commun. C'est à peu près ce que les physiciens ont observé au Grand collisionneur de hadrons lorsque des protons se sont percutés à une vitesse énorme.
Ils ont étudié des particules composées de quarks lourds, comme l'upsilon et le psi. Ces particules vivent très peu de temps et se désintègrent en particules plus légères. Il s'est avéré que le nombre de ces particules dépend du nombre total de particules produites dans la collision. Plus la « foule » est nombreuse, moins les particules lourdes survivent. C'est étrange : si elles se contentaient de s'éparpiller, la foule ne devrait pas les gêner.
Les scientifiques ont testé quatre méthodes de mesure différentes : ils ont observé comment les particules s'éparpillent en direction, comment elles se regroupent, comment se comportent celles qui naissent immédiatement et celles qui apparaissent plus tard. Aucun des modèles connus n'a pu expliquer les quatre résultats à la fois. En revanche, toutes les données convergent si l'on suppose qu'au moment de la collision, un milieu invisible se forme, qui agit sur les particules de manière identique dans toutes les directions.
Ce milieu apparaît très tôt, presque instantanément après le choc, et se comporte comme un tout. Cela rappelle le comportement de la matière à densité extrême, lorsque les quarks et les gluons cessent d'être confinés à l'intérieur des protons et forment une « bouillie » commune. C'est peut-être cette « bouillie » que nous voyons dans les données.
tel que rédigé par les auteurs, en anglais arXiv:2604.17657
The multiplicity-dependent suppression of $$\Upsilon(n\mathrm{S})$$ states measured by CMS in $$pp$$ at $$\sqrt s=7\,$$TeV \cite{CMS2020}, and of $$\psi(2S)\big/J/\psi$$ measured by LHCb at $$\sqrt s=13\,$$TeV \cite{LHCb2024}, is subjected to four multi-differential tests: \emph{cone isolation}, \emph{azimuthal sectors}, \emph{transverse sphericity}, and \emph{prompt vs. non-prompt}. Cone and sphericity close a \emph{scissors constraint}: the local reading of the Comover Interaction Model is in tension with the cone data, its global reading with the sphericity data. The non-prompt flatness forces the mechanism to act at early proper times. None of the considered hadronic or string-based frameworks -- CIM local or global, PYTHIA 8 MPI \cite{Sjostrand2015}, rope hadronisation \cite{Bierlich2015}, CGC \cite{Ma2015}, Trainor TCM \cite{Trainor2008} -- naturally satisfies the four constraints simultaneously in its published form. The surviving class is an early, globally correlated medium consistent with partonic degrees of freedom, co-occurring with the ALICE strangeness enhancement \cite{ALICE_SE}, the long-range ridge \cite{CMS_ridge}, and below the threshold of the partonic baryon-meson $$v_2$$ \cite{ALICE_v2}, in a density window compatible with the Campanini \& Ferri equation of state \cite{Campanini2011}.
Les quarks lourds naissent dans les premiers instants de la collision, mais leur comportement dépend de ce qui se passe autour d'eux plus tard. C'est comme si le destin d'un nouveau-né dépendait de la météo à l'extérieur.
Dans le roman « Le Problème à trois corps » de Liu Cixin, les extraterrestres utilisent les protons comme sondes, les dépliant en structures multidimensionnelles. Ici, les protons qui entrent en collision suggèrent l'existence d'un milieu caché qui contrôle les particules.