В Большом адронном коллайдере сталкивают протоны с ядрами свинца. В момент удара рождаются сотни новых частиц, и некоторые из них вылетают узкими пучками — струями. Внутри такой струи, как в плотном потоке, протоны и нейтроны могут слипаться в более крупные ядра, например в дейтрон — ядро тяжёлого водорода.

Физики из коллаборации ALICE впервые измерили, сколько дейтронов и антидейтронов рождается внутри струй по сравнению с областями в стороне от них. Для этого они выбирали события с частицей-лидером, которая задавала направление струи, и смотрели, что происходит в трёх зонах: по направлению струи, в противоположной стороне и поперёк. Оказалось, что в струях дейтроны появляются заметно чаще, чем в фоновом потоке частиц. Этот эффект сильнее, чем в обычных протон-протонных столкновениях.

Результат сравнили с компьютерной моделью PYTHIA, которая описывает рождение частиц в столкновениях. Модель качественно воспроизводит усиленное образование дейтронов в струях, хотя и не во всех деталях. Это значит, что механизм слипания протонов и нейтронов внутри струй похож на обычные ядерные реакции, но в экстремальных условиях столкновений он работает иначе.

Такие измерения помогают понять, как из кварков и глюонов собираются ядра — от самых лёгких до тяжёлых. Это важно и для астрофизики: в космических лучах тоже рождаются дейтроны, и их происхождение до сих пор не до конца ясно.