Два потока машин сталкиваются на перекрёстке. В первые мгновения после удара обломки разлетаются не как попало, а так, будто их на миг окутало общее облако. Примерно это увидели физики на Большом адронном коллайдере, когда протоны врезались друг в друга на огромной скорости.
Они изучали частицы, которые состоят из тяжёлых кварков — такие как ипсилон и пси. Эти частицы живут очень недолго и распадаются на более лёгкие. Оказалось, что количество таких частиц зависит от того, сколько всего частиц родилось в столкновении. Чем больше «толпа», тем меньше выживает тяжёлых частиц. Это странно: если бы они просто разлетались, толпа не должна была им мешать.
Учёные проверили четыре разных способа измерения: смотрели, как частицы разлетаются по направлениям, как они группируются, как ведут себя те, что родились сразу, и те, что появились позже. Ни одна из известных моделей не смогла объяснить все четыре результата одновременно. Зато все данные сходятся, если предположить, что в момент столкновения возникает невидимая среда, которая действует на частицы одинаково во всех направлениях.
Эта среда появляется очень рано, почти мгновенно после удара, и ведёт себя как единое целое. Это напоминает поведение вещества при экстремальной плотности, когда кварки и глюоны перестают быть запертыми внутри протонов и образуют общую «кашу». Возможно, именно эту «кашу» мы и видим в данных.
как её написали авторы, на английском arXiv:2604.17657
The multiplicity-dependent suppression of $$\Upsilon(n\mathrm{S})$$ states measured by CMS in $$pp$$ at $$\sqrt s=7\,$$TeV \cite{CMS2020}, and of $$\psi(2S)\big/J/\psi$$ measured by LHCb at $$\sqrt s=13\,$$TeV \cite{LHCb2024}, is subjected to four multi-differential tests: \emph{cone isolation}, \emph{azimuthal sectors}, \emph{transverse sphericity}, and \emph{prompt vs. non-prompt}. Cone and sphericity close a \emph{scissors constraint}: the local reading of the Comover Interaction Model is in tension with the cone data, its global reading with the sphericity data. The non-prompt flatness forces the mechanism to act at early proper times. None of the considered hadronic or string-based frameworks -- CIM local or global, PYTHIA 8 MPI \cite{Sjostrand2015}, rope hadronisation \cite{Bierlich2015}, CGC \cite{Ma2015}, Trainor TCM \cite{Trainor2008} -- naturally satisfies the four constraints simultaneously in its published form. The surviving class is an early, globally correlated medium consistent with partonic degrees of freedom, co-occurring with the ALICE strangeness enhancement \cite{ALICE_SE}, the long-range ridge \cite{CMS_ridge}, and below the threshold of the partonic baryon-meson $$v_2$$ \cite{ALICE_v2}, in a density window compatible with the Campanini \& Ferri equation of state \cite{Campanini2011}.
Тяжёлые кварки рождаются в первые мгновения столкновения, но их поведение зависит от того, что происходит вокруг них позже. Это как если бы судьба новорождённого зависела от погоды на улице.
В романе «Задача трёх тел» Лю Цысиня инопланетяне используют протоны как зонды, разворачивая их в многомерные структуры. Здесь же протоны, сталкиваясь, намекают на существование скрытой среды, которая управляет частицами.