Когда два ядра свинца сталкиваются на огромной скорости, на миг рождается облако раскалённой материи — плотнее и горячее, чем в центре Солнца. Сквозь это облако летят струи частиц: узкие, как лазерные лучи, пучки, выбитые ударом. Детектор CMS ловит их следы и показывает, как струи меняются, продираясь сквозь горячий «туман».
Учёные измерили, насколько широко разлетаются частицы струи в двух направлениях: вдоль оси пучка и поперёк. Оказалось, что при более лобовых столкновениях — когда ядра перекрываются сильнее — струя размывается шире, причём вдоль оси пучка сильнее, чем поперёк. Луч фонаря, проходя сквозь густой дым, расплывается в длинное пятно — так и здесь.
Такое поведение струй — прямое свидетельство того, что они теряют энергию, расталкивая горячую материю. Сравнение со столкновениями протонов, где горячей среды нет, подтверждает: размытие возникает именно из-за взаимодействия с облаком, а не из-за свойств самих струй.
как её написали авторы, на английском 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$$^{-1}$$.
Температура материи, рождающейся при столкновении ядер свинца, в 100 000 раз выше температуры солнечного ядра — около 5 триллионов градусов Цельсия.
В романе «Пламя над бездной» Вернора Винджа горячее облако плазмы мешает кораблям проходить сквозь него — как струи в свинцовом тумане.