Тяжёлые кварки в огненном шаре экспресс
В центре столкновения двух ядер свинца на миг рождается крошечный огненный шар — материя настолько горячая, что протоны и нейтроны плавятся, и кварки с глюонами свободно плавают в этом «супе». Такой суп называют кварк-глюонной плазмой. Она существовала в первые микросекунды после Большого взрыва, и теперь её воссоздают на ускорителях.
В этом супе рождаются частицы, содержащие тяжёлые кварки, — например, D-мезоны с очарованным кварком. Физики из коллаборации CMS измерили, насколько неравномерно разлетаются D-мезоны с добавкой странного кварка (D±s) по разным направлениям. Эта неравномерность, или анизотропия, показывает, как сильно частицы взаимодействуют со средой: чем сильнее трение, тем заметнее «сплющивание» потока. Оказалось, что D±s ведут себя так же, как обычные D0-мезоны без странного кварка.
Этот результат говорит: в горячем супе странность не даёт очарованным частицам особых привилегий. Они одинаково теряют энергию и одинаково собираются в поток. Такие измерения — как пробы грунта с разных глубин: они помогают восстановить, как устроена кварк-глюонная плазма и как она остывает.
Оригинальная аннотация
как её написали авторы, на английском arXiv:2602.14221
The azimuthal anisotropy of prompt D$$^\pm_\mathrm{s}$$ mesons produced in lead-lead (PbPb) collisions at a nucleon-nucleon center-of-mass energy of 5.02 TeV is measured using data obtained with the CMS detector. The dataset corresponds to an integrated luminosity of 0.58 nb$$^{-1}$$. The azimuthal anisotropy of heavy charmed mesons provides a key constraint on the interactions of charm quarks with the quark-gluon plasma (QGP) medium. These interactions include coalescence mechanisms and parton energy loss in the QGP. The anisotropy is quantified by the second- ($$v_2$$) and third-order ($$v_3$$) Fourier coefficients of the azimuthal distribution of the D$$^\pm_\mathrm{s}$$ mesons. The $$v_2$$ coefficient is determined in the transverse momentum range 4 $$\lt$$ $$p_\mathrm{T}$$ $$\lt$$ 40 GeV for three event centrality classes, while the $$v_3$$ coefficient is measured in the range 4 $$\lt$$ $$p_\mathrm{T}$$ $$\lt$$ 20 GeV for a single event centrality class. The results for the D$$^\pm_\mathrm{s}$$ mesons are compared to those previously measured for D$$^0$$ mesons. The azimuthal anisotropy coefficients for D$$^\pm_\mathrm{s}$$ and D$$^0$$ mesons are found to be consistent within the precision of this measurement, suggesting that the strangeness content of the D$$^\pm_\mathrm{s}$$ meson does not significantly alter its azimuthal distribution within the measured $$p_\mathrm{T}$$ range.
Кварк-глюонная плазма — самая горячая материя, созданная человеком: её температура в тысячи раз выше, чем в центре Солнца.
В сериале «Звёздный путь» кварк-глюонная плазма упоминается как топливо для двигателей космических кораблей.