Толпа людей выбегает из узкого прохода. Одни бегут плотной группой в одном направлении — это похоже на струйные события в столкновениях ядер. Другие разбегаются равномерно во все стороны — это изотропные события. Форма разлёта частиц, которую физики называют поперечной сферичностью, оказалась удобным инструментом для поиска редкого явления.
В столкновениях ядер свинца при огромных энергиях может возникать хиральный магнитный эффект: сверхсильное магнитное поле на мгновение разделяет положительные и отрицательные заряды вдоль своей оси. Этот эффект предсказан теорией, но его трудно выделить из-за фоновых процессов — обычного коллективного течения частиц и распадов короткоживущих резонансов (частиц, которые быстро распадаются на другие). Раньше события классифицировали по вектору потока, но этот метод страдает от круговой зависимости: сам классификатор загрязнён тем же фоном, который должен подавлять.
Авторы работы смоделировали столкновения ядер свинца при энергии 5,02 ТэВ с помощью транспортной модели AMPT, включив реалистичную реализацию хирального магнитного эффекта. Они разделили события на струйные и изотропные по значению поперечной сферичности и сравнили сигнал в этих двух классах. Оказалось, что в изотропных событиях фоновый вклад от эллиптического потока и распадов резонансов значительно слабее, а отношение сигнала к фону выше. Это значит, что отбор изотропных событий — более чистый способ искать хиральный магнитный эффект.
Такой подход дополняет существующие методы и может помочь подтвердить или опровергнуть существование хирального магнитного эффекта в эксперименте. Если эффект будет надёжно выделен, это станет важным шагом в понимании свойств сверхгорячей материи, рождающейся в столкновениях релятивистских ядер.
как её написали авторы, на английском arXiv:2604.05654
We present the first study of the Chiral Magnetic Effect (CME) using transverse spherocity as an event-shape classifier in Pb+Pb collisions at $$\sqrt{s_{NN}} = 5.02$$ TeV, simulated with the A Multi-Phase Transport (AMPT) model with a realistic CME implementation. Transverse spherocity separates events into jetty and isotropic topologies based on the geometric distribution of transverse momentum. Unlike traditional event shape engineering methods, which use the flow vector as an event classifier that is itself contaminated by the very backgrounds it is intended to suppress, spherocity provides a cleaner, geometry-driven classification that avoids this circular limitation. CME inclusion shifts the spherocity distribution toward more isotropic events, confirming its sensitivity to CME-induced charge separation. The charge-dependent azimuthal correlator $$\Delta\gamma$$ and correlated background coupled with elliptic flow are consistently higher in jetty events. The scaled ratio $$\Delta\gamma/v_2$$ shows enhanced values for isotropic events, confirming effective background suppression after elliptic flow scaling. Our results demonstrate that isotropic event selection via transverse spherocity provides a cleaner and more reliable environment for CME searches by simultaneously suppressing flow-driven and resonance-decay backgrounds, making it a powerful complementary method to existing flow-vector-based methods.
Магнитное поле в столкновениях ядер свинца на Большом адронном коллайдере может достигать $10^{18}$ гаусс — в миллиард раз сильнее, чем у самых мощных магнитов на Земле, но существует оно лишь ничтожные доли секунды.