Comment compter les participants d'une collision nucléaire express
Lorsque deux noyaux lourds se percutent à une vitesse énorme, ils n'entrent pas en collision comme des boules de billard : seule une partie de leur matière entre en contact. Combien de nucléons (protons et neutrons) participent réellement à la collision, et combien passent à côté, on ne le sait pas à l'avance. De ce nombre dépendent toutes les mesures ultérieures, mais on ne peut pas l'observer directement.
Auparavant, on triait les événements selon le nombre de particules chargées produites : beaucoup de particules signifiait une collision frontale, peu une collision rasante. Mais ce tri est grossier. Des événements avec le même nombre de particules peuvent avoir un nombre de participants différent. C'est comme essayer de deviner la taille d'une cuisine d'après le nombre d'invités à une fête : parfois une petite pièce est bondée, parfois une grande est vide.
La nouvelle méthode procède autrement. Elle n'attribue pas à chaque événement une seule classe, mais calcule la probabilité pour chaque nombre possible de participants et de collisions binaires. Pour cela, on utilise un modèle connu de recouvrement des noyaux et des statistiques sur le nombre de particules généralement produites pour un nombre donné de participants. Le résultat n'est pas une étiquette rigide, mais une distribution de probabilités.
Cette approche lève une partie de l'incertitude qui se cachait auparavant sous la « centralité » de l'événement. On peut désormais dire honnêtement : nous ne connaissons pas le nombre exact de participants, mais nous savons à quel point chaque valeur est probable. C'est comme passer d'une photo en noir et blanc à une photo en demi-teintes : les détails deviennent visibles, même si la netteté n'est pas parfaite.
Dans une seule collision de deux noyaux d'or, jusqu'à 400 nucléons peuvent participer, et le nombre de particules chargées produites peut atteindre plusieurs milliers.