Modification of Υ production in pO and OO collisions at LHCb
La colaboración LHCb midió la producción de mesones Υ en colisiones pO y OO, encontrando que mientras las colisiones pO muestran solo una ligera supresión, las colisiones OO exhiben una supresión significativa de los estados excitados consistente con la formación de plasma de quarks-gluones y efectos de cribado de color.
Autores originales: LHCb collaboration, R. Aaij, M. Abdelfatah, A. S. W. Abdelmotteleb, C. Abellan Beteta, F. Abudinén, T. Ackernley, A. A. Adefisoye, B. Adeva, M. Adinolfi, P. Adlarson, C. Agapopoulou, C. A. Aidala, S. Akar, K. Akiba, H. Al Saleh, P. Albicocco, J. Albrecht, R. Aleksiejunas, F. Alessio, P. Alvarez Cartelle, S. Amato, J. L. Amey, Y. Amhis, Z. Amos, L. An, L. Anderlini, P. Andreola, M. Andreotti, S. Andres Estrada, A. Anelli, D. Ao, C. Arata, F. Archilli, Z. Areg, M. Argenton, S. Arguedas Cuendis, L. Arnone, M. Artuso, E. Aslanides, R. Ataíde Da Silva, M. Atzeni, B. Audurier, J. A. Authier, D. Bacher, I. Bachiller Perea, S. Bachmann, M. Bachmayer, J. J. Back, M. Bai, Z. B. Bai, V. Balagura, A. Balboni, W. Baldini, Z. Baldwin, L. Balzani, H. Bao, J. Baptista de Souza Leite, C. Barbero Pretel, M. Barbetti, I. R. Barbosa, W. Barker, R. J. Barlow, M. Barnyakov, S. Baron, S. Barsuk, W. Barter, J. Bartz, S. Bashir, B. Batsukh, P. B. Battista, A. Bavarchee, A. Bay, A. Beck, M. Becker, F. Bedeschi, I. B. Bediaga, N. A. Behling, S. Belin, A. Bellavista, I. Belyaev, G. Bencivenni, E. Ben-Haim, J. L. M. Berkey, R. Bernet, A. Bertolin, L. Bertsch, F. Betti, J. Bex, O. Bezshyyko, S. Bhattacharya, M. S. Bieker, N. V. Biesuz, A. Biolchini, M. Birch, F. C. R. Bishop, A. Bitadze, A. Bizzeti, T. Blake, F. Blanc, J. E. Blank, S. Blusk, J. A. Boelhauve, O. Boente Garcia, T. Boettcher, A. Bohare, C. Bolognani, R. B. Bonacci, A. Bordelius, F. Borgato, S. Borghi, M. Borsato, J. T. Borsuk, E. Bottalico, S. A. Bouchiba, M. Bovill, T. J. V. Bowcock, A. Boyer, C. Bozzi, J. D. Brandenburg, A. Brea Rodriguez, N. Breer, C. Breitfeld, J. Brodzicka, J. Brown, E. Buchanan, M. Burgos Marcos, C. Burr, E. Butera, C. Buti, J. S. Butter, J. Buytaert, W. Byczynski, S. Cadeddu, H. Cai, Y. Cai, Y. Cai, A. Caillet, R. Calabrese, L. Calefice, M. Calvi, M. Calvo Gomez, P. Camargo Magalhaes, J. I. Cambon Bouzas, P. Campana, A. Campomagnani, A. C. Campos, A. F. Campoverde Quezada, Y. Cao, S. Capelli, M. Caporale, L. Capriotti, R. Caravaca-Mora, A. Carbone, L. Carcedo Salgado, R. Cardinale, A. Cardini, P. Carniti, L. Carus, R. Caspary, G. Casse, M. Cattaneo, G. Cavallero, V. Cavallini, S. Celani, I. Celestino, S. Cesare, A. J. Chadwick, M. Charles, Ph. Charpentier, E. Chatzianagnostou, R. Cheaib, M. Chefdeville, C. Chen, J. Chen, S. Chen, Z. Chen, A. Chen Hu, M. Cherif, S. Chernyshenko, X. Chiotopoulos, G. Chizhik, V. Chobanova, A. Christakakis, M. Chrzaszcz, Y. Chu, V. Chulikov, P. Ciambrone, X. Cid Vidal, P. Cifra, P. E. L. Clarke, M. Clemencic, H. V. Cliff, J. Closier, C. Cocha Toapaxi, V. Coco, A. Codovini, C. Codovini, J. Cogan, E. Cogneras, L. Cojocariu, S. Collaviti, P. Collins, T. Colombo, M. Colonna, A. Comerma-Montells, L. Congedo, J. Connaughton, A. Contu, N. Cooke, A. Corallo, G. Cordova, C. Coronel, I. Corredoira, A. Correia, G. Corti, G. C. Costantino, C. Cotirlan, J. Cottee Meldrum, B. Couturier, D. C. Craik, N. Crepet, M. Cruz Torres, M. Cubero Campos, E. Curras Rivera, R. Currie, C. L. Da Silva, X. Dai, J. Dalseno, C. D'Ambrosio, G. Darze, A. Davidson, O. De Aguiar Francisco, C. De Angelis, F. De Benedetti, J. de Boer, K. De Bruyn, S. De Capua, M. De Cian, U. De Freitas Carneiro Da Graca, F. De Gregorio, E. De Lucia, J. M. De Miranda, L. De Paula, A. De Robertis, E. De Santis, M. De Serio, P. De Simone, F. De Vellis, J. A. de Vries, F. Debernardis, D. Decamp, S. Dekkers, L. Del Buono, B. Delaney, B. Demaire-Lepape, J. Deng, O. Deschamps, F. Dettori, B. Dey, P. Di Nezza, S. Ding, Y. Ding, L. Dittmann, J. F. Diverchy, A. D. Docheva, A. Doheny, C. Dong, F. Dordei, J. Dorta Moreno, A. C. dos Reis, J. Dos Santos Oliveira, A. D. Dowling, L. Dreyfus, W. Duan, P. Duda, L. Dufour, V. Duk, P. Durante, M. M. Duras, J. M. Durham, O. D. Durmus, K. Duwe, A. Dziurda, S. Easo, E. Eckstein, U. Egede, S. Eisenhardt, E. Ejopu, L. Eklund, M. Elashri, D. Elizondo Blanco, J. Ellbracht, S. Ely, A. Ene, T. Evans, F. Fabiano, S. Faghih, L. N. Falcao, B. Fang, R. Fantechi, L. Fantini, M. Faria, K. Farmer, F. Fassin, D. Fazzini, L. Felkowski, C. Feng, M. Feng, A. Fernandez Casani, M. Fernandez Gomez, B. Fernandez Rodino, J. Fernandez-John, A. D. Fernez, F. Ferrari, F. Ferreira Rodrigues, R. A. Fini, R. Fiorenza, M. Fiorini, M. Firlej, D. S. Fitzgerald, C. Fitzpatrick, T. Fiutowski, F. Fleuret, A. Fomin, M. Fontana, M. Fontes Vaz, L. A. Foreman, R. Forty, D. Foulds-Holt, V. Franco Lima, M. Franco Sevilla, M. Frank, E. Franzoso, G. Frau, C. Frei, D. A. Friday, J. Fu, Y. Fu, Q. Führing, T. Fulghesu, G. Galati, M. D. Galati, A. Gallas Torreira, D. Galli, S. Gambetta, M. Gandelman, P. Gandini, B. Ganie, H. Gao, R. Gao, T. Q. Gao, Y. Gao, Y. Gao, Y. Gao, L. M. Garcia Martin, P. Garcia Moreno, J. García Pardiñas, P. Gardner, L. Garrido, C. Gaspar, A. Gavrikov, J. George, E. Gersabeck, M. Gersabeck, T. Gershon, S. Ghizzo, Z. Ghorbanimoghaddam, F. I. Giasemis, V. Gibson, H. K. Giemza, A. L. Gilman, M. Giovannetti, A. Gioventù, L. Girardey, M. A. Giza, F. C. Glaser, V. V. Gligorov, C. Göbel, L. Golinka-Bezshyyko, E. Golobardes, A. Golutvin, S. Gomez Fernandez, A. G. Gomez Mongui, W. Gomulka, F. Goncalves Abrantes, I. Gonçales Vaz, M. Goncerz, G. Gong, S. Gong, J. A. Gooding, C. Gotti, E. Govorkova, J. P. Grabowski, L. A. Granado Cardoso, R. Grande Quartieri, E. Graugés, E. Graverini, L. Grazette, G. Graziani, A. T. Grecu, N. A. Grieser, L. Grillo, C. Gu, M. Guarise, L. Guerry, A. -K. Guseinov, Y. Guz, T. Gys, K. Habermann, T. Hadavizadeh, C. Hadjivasiliou, G. Haefeli, C. Haen, S. Haken, G. Hallett, P. M. Hamilton, Q. Han, S. Han, X. Han, S. Hansmann-Menzemer, N. Harnew, T. J. Harris, L. Hartman, M. Hartmann, S. Hashmi, J. He, N. Heatley, A. Hedes, F. Hemmer, C. Henderson, R. Henderson, R. D. L. Henderson, A. M. Hennequin, K. Hennessy, A. Henrot, J. Herd, P. Herrero Gascon, J. Heuel, A. Heyn, A. Hicheur, G. Hijano Mendizabal, J. Horswill, R. Hou, Y. Hou, D. C. Houston, N. Howarth, W. Hu, X. Hu, W. Hulsbergen, R. J. Hunter, D. Hutchcroft, M. Idzik, P. Ilten, A. Iohner, S. Jacevicius, H. Jage, S. J. Jaimes Elles, S. Jakobsen, T. Jakoubek, E. Jans, A. Jawahery, C. Jayaweera, A. Jelavic, V. Jevtic, Z. Jia, E. Jiang, X. Jiang, Y. Jiang, Y. J. Jiang, E. Jimenez Moya, N. Jindal, M. John, A. John Rubesh Rajan, D. Johnson, C. R. Jones, S. Joshi, B. Jost, J. Juan Castella, N. Jurik, I. Juszczak, K. Kalecinska, D. Kaminaris, S. Kandybei, M. Kane, Y. Kang, C. Kar, M. Karacson, A. Kauniskangas, J. W. Kautz, M. K. Kazanecki, F. Keizer, M. Kenzie, T. Ketel, B. Khanji, S. Kholodenko, V. Kholoimov, G. Khreich, F. Kiraz, T. Kirn, V. S. Kirsebom, N. Kleijne, A. Kleimenova, D. Klekots, K. Klimaszewski, M. R. Kmiec, T. Knospe, R. Kolb, S. Koliiev, L. Kolk, A. Konoplyannikov, P. Kopciewicz, P. Koppenburg, A. Korchin, I. Kostiuk, O. Kot, S. Kotriakhova, E. Kowalczyk, O. Kravcov, M. Kreps, W. Krupa, W. Krzemien, O. Kshyvanskyi, S. Kubis, M. Kucharczyk, A. Kupsc, A. Kurzina, V. Kushnir, B. Kutsenko, J. Kvapil, I. Kyryllin, D. Lacarrere, P. Laguarta Gonzalez, A. Lai, A. Lampis, D. Lancierini, C. Landesa Gomez, G. Lanfranchi, C. Langenbruch, T. Latham, F. Lazzari, C. Lazzeroni, R. Le Gac, H. Lee, R. Lefèvre, M. Lehuraux, E. Lemos Cid, O. Leroy, T. Lesiak, E. D. Lesser, B. Leverington, A. Li, C. Li, C. Li, H. Li, J. Li, K. Li, L. Li, L. Li, P. Li, P. -R. Li, Q. Li, T. Li, T. Li, W. Li, Y. Li, Y. Li, Y. Li, Z. Li, Z. Lian, Q. Liang, X. Liang, Z. Liang, S. Libralon, A. Lightbody, J. Lin, S. Lin, T. Lin, R. Lindner, H. Linton, R. Litvinov, D. Liu, F. L. Liu, G. Liu, K. Liu, S. Liu, W. Liu, X. Liu, Y. Liu, Y. Liu, Y. L. Liu, G. Loachamin Ordonez, I. Lobo, A. Lobo Salvia, A. Loi, T. Long, F. C. L. Lopes, J. H. Lopes, A. Lopez Huertas, C. Lopez Iribarnegaray, Q. Lu, C. Lucarelli, D. Lucchesi, M. Lucio Martinez, Y. Luo, A. Lupato, M. Lupberger, E. Luppi, K. Lynch, J. Lyu, S. Lyu, X. -R. Lyu, H. Ma, S. Maccolini, F. Machefert, F. Maciuc, B. Mack, I. Mackay, L. M. Mackey, L. R. Madhan Mohan, M. J. Madurai, D. Magdalinski, J. J. Malczewski, S. Malde, L. Malentacca, G. Manca, C. Mancuso, R. Manera Escalero, A. Mangalasseri, F. M. Manganella, R. Mangrulkar, D. Manuzzi, S. Mao, D. Marangotto, J. F. Marchand, R. Marchevski, U. Marconi, L. Mareso, E. Mariani, S. Mariani, C. Marin Benito, J. Marks, A. M. Marshall, L. Martel, G. Martelli, G. Martellotti, L. Martinazzoli, M. Martinelli, C. Martinez, A. Martinez Armas, D. Martinez Gomez, D. Martinez Santos, F. Martinez Vidal, A. Martorell i Granollers, A. Massafferri, R. Matev, A. Mathad, C. Matteuzzi, K. R. Mattioli, L. Matzner, A. Mauri, E. Maurice, J. Mauricio, P. Mayencourt, J. Mazorra de Cos, M. Mazurek, D. Mazzanti Tarancon, M. McCann, N. T. McHugh, A. McNab, R. McNulty, B. Meadows, S. E. R. Medaer, D. Melnychuk, D. Mendoza Granada, P. Menendez Valdes Perez, F. M. Meng, M. Merk, A. Merli, L. Meyer Garcia, D. Miao, H. Miao, S. Mico, M. Mikhasenko, D. A. Milanes, A. Minotti, E. Minucci, B. Mitreska, D. S. Mitzel, R. Mocanu, A. Modak, L. Moeser, R. D. Moise, E. F. Molina Cardenas, T. Mombächer, M. Monk, T. Monnard, S. Monteil, A. Morcillo Gomez, G. Morello, M. J. Morello, M. P. Morgenthaler, A. Moro, J. Moron, W. Morren, A. B. Morris, A. G. Morris, R. Mountain, Z. Mu, N. Muangkod, E. Muhammad, F. Muheim, M. Mulder, K. Müller, F. Muñoz-Rojas, V. Mytrochenko, P. Naik, T. Nakada, R. Nandakumar, G. Napoletano, I. Nasteva, M. Needham, N. Neri, S. Neubert, N. Neufeld, J. Nicolini, D. Nicotra, E. M. Niel, L. Nisi, Q. Niu, B. K. Njoki, P. Nogarolli, P. Nogga, J. Nombela Royo, C. Normand, A. Novo Cal, J. Novoa Fernandez, G. Nowak, H. N. Nur, A. Oblakowska-Mucha, T. Oeser, O. Okhrimenko, R. Oldeman, F. Oliva, E. Olivart Pino, M. Olocco, R. H. O'Neil, J. S. Ordonez Soto, D. Osthues, J. M. Otalora Goicochea, P. Owen, A. Oyanguren, O. Ozcelik, F. Paciolla, A. Padee, K. O. Padeken, B. Pagare, T. Pajero, A. Palano, L. Palini, L. Palombini, M. Palutan, C. Pan, X. Pan, S. Panebianco, S. Paniskaki, L. Paolucci, A. Papanestis, M. Pappagallo, L. L. Pappalardo, C. Pappenheimer, C. Parkes, D. Parmar, G. Passaleva, D. Passaro, A. Pastore, M. Patel, J. Patoc, C. Patrignani, A. Paul, C. J. Pawley, A. Pellegrino, J. Peng, X. Peng, M. Pepe Altarelli, S. Perazzini, H. Pereira Da Costa, M. Pereira Martinez, A. Pereiro Castro, C. Perez, A. Perez Casas, P. Perret, A. Perrevoort, A. Perro, M. J. Peters, A. Petkovic, K. Petridis, A. Petrolini, S. Pezzulo, J. P. Pfaller, H. Pham, L. Pica, M. Piccini, L. Piccolo, B. Pietrzyk, R. N. Pilato, D. Pinci, F. Pisani, M. Pizzichemi, V. M. Placinta, M. Plo Casasus, T. Poeschl, F. Polci, M. Poli Lener, A. Poluektov, I. Polyakov, E. Polycarpo, S. Ponce, D. Popov, K. Popp, K. Prasanth, C. Prouve, D. Provenzano, V. Pugatch, A. Puicercus Gomez, G. Punzi, J. R. Pybus, Q. Qian, W. Qian, N. Qin, R. Quagliani, R. I. Rabadan Trejo, B. Rachwal, R. Racz, J. H. Rademacker, M. Rama, M. Ramírez García, V. Ramos De Oliveira, M. Ramos Pernas, G. Ramsey, M. S. Rangel, G. Raven, M. Rebollo De Miguel, F. Redi, J. Reich, F. Reiss, Z. Ren, P. K. Resmi, M. Ribalda Galvez, R. Ribatti, G. Ricart, D. Riccardi, S. Ricciardi, K. Richardson, M. Richardson-Slipper, F. Riehn, K. Rinnert, P. Robbe, G. Robertson, E. Rodrigues, A. Rodriguez Alvarez, E. Rodriguez Fernandez, J. A. Rodriguez Lopez, E. Rodriguez Rodriguez, J. Roensch, A. Rogovskiy, D. L. Rolf, P. Roloff, A. Romano, V. Romanovskiy, A. Romero Vidal, G. Romolini, F. Ronchetti, T. Rong, W. Rose, M. Rotondo, M. S. Rudolph, G. Ruggiero, M. Ruiz Diaz, J. Ruiz Vidal, J. Ruz Armendariz, J. J. Saavedra-Arias, J. J. Saborido Silva, D. Sahoo, N. Sahoo, B. Saitta, M. Salomoni, I. Sanderswood, R. Santacesaria, C. Santamarina Rios, M. Santimaria, L. Santoro, E. Santovetti, A. Saputi, A. Sarnatskiy, G. Sarpis, M. Sarpis, C. Satriano, A. Satta, M. Saur, H. Sazak, F. Sborzacchi, A. Scarabotto, S. Schael, S. Scherl, M. Schiller, H. Schindler, M. Schmelling, B. Schmidt, N. Schmidt, S. Schmitt, H. Schmitz, O. Schneider, A. Schopper, N. Schulte, H. Schumacher, M. H. Schune, G. Schwering, B. Sciascia, A. Sciuccati, G. Scriven, I. Segal, S. Sellam, M. Senghi Soares, A. Sergi, N. Serra, L. Sestini, B. Sevilla Sanjuan, Y. Shang, D. M. Shangase, R. S. Sharma, L. Shchutska, T. Shears, S. Shelton, J. Shen, Z. Shen, S. Sheng, B. Shi, J. Shi, Q. Shi, W. S. Shi, E. Shmanin, R. Silva Coutinho, G. Simi, S. Simone, M. Singha, I. Siral, N. Skidmore, T. Skwarnicki, M. W. Slater, E. Smith, M. Smith, L. Soares Lavra, M. D. Sokoloff, F. J. P. Soler, A. Solomin, K. Solovieva, N. S. Sommerfeld, R. Song, Y. Song, Y. Song, Y. S. Song, F. L. Souza De Almeida, G. Souza De Castro, B. Souza De Paula, K. M. Sowa, E. Spadaro Norella, E. Spedicato, J. G. Speer, P. Spradlin, F. Stagni, M. Stahl, S. Stahl, S. Stanislaus, M. Stefaniak, O. Steinkamp, F. Suljik, J. Sun, L. Sun, M. Sun, D. Sundfeld, P. Svihra, V. Svintozelskyi, J. Swallow, K. Swientek, F. Swystun, A. Szabelski, T. Szumlak, Y. Tan, Y. Tang, Y. T. Tang, M. D. Tat, J. A. Teijeiro Jimenez, F. Terzuoli, F. Teubert, E. Thomas, D. J. D. Thompson, A. R. Thomson-Strong, R. Thornton, H. Tilquin, V. Tisserand, S. T'Jampens, M. Tobin, T. T. Todorov, L. Tomassetti, G. Tonani, X. Tong, T. Tork, L. Torlai, L. Toscano, D. Y. Tou, C. Trippl, G. Tuci, N. Tuning, L. H. Uecker, A. Ukleja, A. Upadhyay, B. Urbach, A. Usachov, U. Uwer, V. Vagnoni, A. Vaitkevicius, A. Valassi, V. Valcarce Cadenas, G. Valenti, N. Valls Canudas, J. van Eldik, H. Van Hecke, E. van Herwijnen, C. B. Van Hulse, R. Van Laak, M. van Veghel, P. Varrella, R. Vazquez Gomez, P. Vazquez Regueiro, C. Vázquez Sierra, S. Vecchi, J. Velilla Serna, J. J. Velthuis, M. Veltri, A. Venkateswaran, M. Verdoglia, M. Vesterinen, W. Vetens, D. Vico Benet, P. Vidrier Villalba, M. Vieites Diaz, X. Vilasis-Cardona, E. Vilella Figueras, A. Villa, P. Vincent, B. Vivacqua, F. C. Volle, D. vom Bruch, K. Vos, C. Vrahas, J. Wagner, J. Walsh, N. Walter, E. J. Walton, G. Wan, A. Wang, B. Wang, C. Wang, C. Wang, C. Wang, G. Wang, H. Wang, J. Wang, J. Wang, J. Wang, J. Wang, M. Wang, N. W. Wang, X. Wang, X. Wang, X. Wang, X. W. Wang, Y. Wang, Y. Wang, Y. Wang, Y. H. Wang, Z. Wang, Z. Wang, J. A. Ward, A. Wasili, M. Waterlaat, N. K. Watson, D. Websdale, Y. Wei, Z. Weida, J. Wendel, B. D. C. Westhenry, A. S. White, C. White, M. Whitehead, E. Whiter, A. R. Wiederhold, D. Wiedner, M. A. Wiegertjes, C. Wild, G. Wilkinson, M. K. Wilkinson, M. Williams, M. J. Williams, M. R. J. Williams, R. Williams, S. Williams, Z. Williams, F. F. Wilson, M. Winn, W. Wislicki, M. Witek, L. Witola, T. Wolf, E. Wood, G. Wormser, S. A. Wotton, H. Wu, J. Wu, T. Wu, X. Wu, Y. Wu, Z. Wu, K. Wyllie, S. Xian, Z. Xiang, Y. Xie, T. X. Xing, A. Xu, L. Xu, M. Xu, R. Xu, Z. Xu, Z. Xu, Z. Xu, Z. Xu, S. Yadav, K. Yang, X. Yang, Y. Yang, Y. Yang, Z. Yang, Z. Yang, H. Yeung, H. Yin, X. Yin, C. Y. Yu, J. Yu, K. Yu, X. Yuan, Y Yuan, S. Zalambani, J. A. Zamora Saa, F. Zangari, M. Zavertyaev, M. Zdybal, F. Zenesini, C. Zeng, M. Zeng, S. H Zeng, C. Zhang, C. Zhang, D. Zhang, J. Zhang, L. Zhang, Q. Z. Zhang, R. Zhang, S. Zhang, S. L. Zhang, Y. Zhang, Z. Zhang, J. Zhao, M. Zhao, Y. Zhao, A. Zhelezov, S. Z. Zheng, X. Z. Zheng, Y. Zheng, T. Zhou, X. Zhou, V. Zhovkovska, L. Z. Zhu, X. Zhu, X. Zhu, Y. Zhu, V. Zhukov, J. Zhuo, T. Zies, D. Zuliani, X. Zuo
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Imagina el universo como una cocina cósmica gigante donde se llevan a cabo los experimentos culinarios más extremos. En esta cocina, los científicos chocan diminutas partículas a velocidades cercanas a la de la luz. ¿El objetivo? Recrear las condiciones que existieron apenas una fracción de segundo después del Big Bang, cuando el universo era tan caliente y denso que la materia normal no podía existir. Bajo estas condiciones abrasadoras, los protones y neutrones —los bloques de construcción de los átomos— se derriten en una mezcla espesa y caótica de sus partes más pequeñas: quarks y gluones. Esta sopa súper caliente y súper densa se llama "plasma de quarks y gluones" (QGP). Piensa en esto como una multitud de personas en un concierto tan apretada que no puedes distinguir quién está de la mano con quién; todos son libres de moverse salvajemente.
Para estudiar esta sopa, los físicos utilizan "termómetros" especiales hechos de partículas pesadas llamadas bottomonium. Estos son como parejas diminutas y pesadas (un quark fondo y su pareja) que normalmente se toman de la mano muy fuertemente. Sin embargo, si los lanzas dentro de la sopa caliente de QGP, el calor se vuelve tan intenso que rompe su agarre, separando a la pareja. Al observar cuántas de estas parejas sobreviven al choque, los científicos pueden saber qué tan caliente y densa es la sopa. Durante mucho tiempo, supimos que esto sucedía en colisiones masivas, como el choque de dos átomos pesados de plomo. Pero quedaba una gran pregunta: ¿podría formarse esta "sopa" en colisiones mucho más pequeñas, como el choque de un solo protón contra un núcleo, o incluso entre dos átomos ligeros de oxígeno? Si la sopa se forma en estos sistemas tan pequeños, cambiaría nuestra comprensión de cómo se comporta el universo en sus escalas más diminutas.
Este artículo, escrito por la colaboración LHCb en el CERN, se sumerge precisamente en esa pregunta. Tomaron datos de tres tipos diferentes de choques de partículas: protón-protón (la línea de base, como dos bolas de billar chocando), protón-oxígeno (un núcleo pequeño golpeado por un protón) y oxígeno-oxígeno (dos núcleos ligeros chocando entre sí). Se enfocaron específicamente en las parejas de bottomonium en tres estados diferentes de excitación: el estado fundamental tranquilo (Υ(1S)), un estado ligeramente excitado (Υ(2S)) y un estado altamente excitado y tambaleante (Υ(3S)). Los estados excitados son como parejas que se toman de la mano sin mucha fuerza; son mucho más fáciles de separar que los tranquilos.
El equipo midió con qué frecuencia sobrevivían estas parejas excitadas en comparación con las tranquilas en cada tipo de choque. En las colisiones protón-protón, la relación entre las parejas excitadas y las tranquilas fue constante y coincidió con lo que habían visto anteriormente en otras energías. Esto sirvió como su grupo de control, mostrando cómo se comportan estas partículas cuando no hay una "sota" que las interrumpa.
Cuando observaron las colisiones protón-oxígeno, encontraron un pequeño indicio de problemas. Las parejas excitadas eran ligeramente más difíciles de encontrar de lo esperado, lo que sugiere que el núcleo de oxígeno podría estar causando algunas perturbaciones "frías" menores (como un pasillo concurrido que te golpea al pasar) incluso sin que se forme una sopa caliente; sin embargo, los datos no fueron lo suficientemente fuertes como para decir con certeza si esto era un efecto real o solo un error estadístico.
La verdadera historia, sin embargo, provino de las colisiones oxígeno-oxígeno. Aquí, los resultados fueron dramáticos. Las parejas excitadas Υ(2S) fueron suprimidas por un factor de aproximadamente dos, lo que significa que solo la mitad de ellas sobrevivieron en comparación con las tranquilas. Las parejas altamente excitadas Υ(3S) también mostraron evidencia de estar suprimidas. Esta es una diferencia masiva comparada con los resultados de protón-oxígeno. Los autores explican que esta fuerte supresión es demasiado grande para ser causada solo por los efectos "fríos" del núcleo; apunta a la formación de un plasma de quarks y gluones caliente y deconfinado, incluso en este sistema de colisión relativamente pequeño.
Para asegurarse de que esto no fuera un error, los investigadores compararon sus hallazgos con dos modelos computacionales avanzados. Un modelo, el KSU-Munich, y otro, el TAMU-NP, ambos incluían la física de un plasma de quarks y gluones. Ambos modelos predijeron con éxito la fuerte supresión vista en los datos de oxígeno-oxígeno. El artículo concluye que, mientras que el pequeño sistema protón-oxígeno mostró apenas un susurro de cambio, el sistema oxígeno-oxígeno gritó una señal clara: es probable que un plasma de quarks y gluones se esté formando en estas colisiones más pequeñas, rompiendo las parejas de quarks pesados excitados tal como lo hace en las masivas colisiones de plomo. Esto sugiere que la "sopa" del universo temprano podría ser más fácil de crear en colisiones más pequeñas y ligeras de lo que se pensaba anteriormente.
Resumen Técnico: Modificación de la producción de Υ en colisiones pO y OO en LHCb
Problema y Motivación
La formación de un plasma de quarks-gluones (QGP), un estado de la materia deconfinado donde los quarks y los gluones no están confinados dentro de los hadrones, es un objetivo central de la física nuclear de alta energía. Una firma primaria de la formación del QGP es la supresión de los estados de quarkonium (pares ligados de quark pesado-antiquark pesado) debido al apantallamiento de color, lo que debilita el potencial de enlace entre los quarks pesados. Mientras que la supresión secuencial de los estados Υ(nS) (Υ(1S), Υ(2S), Υ(3S)) ha sido bien establecida en sistemas de colisiones grandes como PbPb, la interacción entre los efectos del QGP y los efectos de la Materia Nuclear Fría (CNM) (como las modificaciones de la distribución de partones nucleares y la pérdida de energía) en sistemas más pequeños sigue siendo menos comprendida.
Corridas recientes en el LHC han introducido colisiones de iones más ligeros, específicamente Oxígeno-Oxígeno (OO) y Protón-Oxígeno (pO), proporcionando un campo de prueba único para restringir los efectos de CNM y buscar el inicio de la formación del QGP en volúmenes de colisión más pequeños. Aunque se han observado efectos colectivos y pérdida de energía de partones en colisiones OO, el comportamiento específico de los estados de bottomonium en estos sistemas, particularmente en relación con las líneas de base de protón-protón (pp), no había sido explorado plenamente respecto a la interacción de los mecanismos de supresión.
Metodología
La colaboración LHCb midió las tasas de producción de los mesones Υ(2S) y Υ(3S) en relación con el estado fundamental Υ(1S) en tres sistemas de colisión: pp, pO y OO.
- Muestras de Datos: El análisis utilizó datos registrados durante el Run 3. Los conjuntos de datos de pp y OO fueron recolectados a una energía por nucleón en el centro de masa de sNN=5.36 TeV, con luminosidades integradas de aproximadamente 230 pb−1 y 5.5 nb−1, respectivamente. El conjunto de datos de pO fue recolectado a sNN=9.62 TeV con una luminosidad de aproximadamente 33 nb−1.
- Reconstrucción: Los estados Υ fueron reconstruidos a través de su canal de decaimiento dimuón (Υ(nS)→μ+μ−) dentro de la aceptancia del espectrómetro frontal de LHCb (2<η<5).
- Técnica de Análisis: Los espectros de masa invariante (Mμ+μ−) fueron ajustados utilizando un método de máxima verosimilitud por intervalos extendido. Las distribuciones de la señal fueron modeladas con funciones Crystal Ball, mientras que los fondos fueron descritos por una función exponencial. Las diferencias de masa y las anchuras de los estados Υ fueron restringidas utilizando valores conocidos y escalamiento de simulación.
- Correcciones de Eficiencia: La relación de las secciones eficaces de producción fue corregida por la aceptancia del detector, el trigger, la eficiencia de reconstrucción y de identificación de partículas. Se utilizó simulación (Pythia para pp, EPOS para pO/OO) para modelar estas eficiencias, con incertidumbres sistemáticas derivadas de comparaciones con métodos basados en datos (por ejemplo, tag-and-probe) y variaciones en las distribuciones cinemáticas.
- Métricas Comparativas: El estudio presentó relaciones de secciones eficaces multiplicadas por las funciones de ramificación (σΥ(nS)/σΥ(1S)×B) y calculó "dobles razones" relativas a la línea de base de pp para aislar los efectos del medio.
Contribuciones Clave y Resultados
- Consistencia de la Línea de Base pp: Las relaciones medidas de Υ(2S)/Υ(1S) y Υ(3S)/Υ(1S) en colisiones pp a s=5.36 TeV son consistentes con mediciones previas de LHCb a energías más altas (7, 8 y 13 TeV). Los promedios ponderados son 0.2527±0.0025 y 0.1220±0.0013, respectivamente, confirmando la estabilidad de estas relaciones a través del rango de energía medido.
- Resultados de Colisiones pO: En colisiones pO, se observó una ligera supresión relativa de los estados Υ(2S) y Υ(3S) en comparación con pp. Sin embargo, las incertidumbres estadísticas en los datos de pO fueron demasiado grandes para extraer conclusiones firmes sobre la magnitud de los efectos de CNM.
- Resultados de Colisiones OO: Se observó una supresión significativa en las colisiones OO:
- La relación Υ(2S)/Υ(1S) fue suprimida por un factor de aproximadamente 2 respecto a los datos de pp. Esta supresión es significativamente mayor que la observada en colisiones pO, lo que sugiere que hay mecanismos más allá de los efectos de CNM activos.
- La relación Υ(3S)/Υ(1S) también fue suprimida respecto a pp por un factor de aproximadamente dos; sin embargo, este valor es consistente con la supresión vista en colisiones pO dentro de las incertidumbres. A pesar de esto, la relación difiere de la unidad por ∼3.5 desviaciones estándar, proporcionando evidencia de la supresión del estado Υ(3S) en colisiones OO.
- Comparación de Modelos: Los patrones de supresión observados en colisiones OO fueron comparados con dos modelos teóricos: el modelo KSU-Munich (un enfoque de sistemas cuánticos abiertos que resuelve la ecuación de Lindblad) y el modelo TAMU-NP (un modelo de transporte semiclásico). Ambos modelos, que incorporan efectos de CNM e interacciones de bottomonia con un QGP deconfinado, describen con éxito las relaciones medidas.
- Dobles Razones: Las dobles razones (ión/pp) para Υ(2S)/Υ(1S) en colisiones OO difieren de la unidad por aproximadamente 4.8 desviaciones estándar, indicando una supresión significativa. La doble razón Υ(3S)/Υ(1S) también muestra supresión en todos los sistemas, consistente con una interacción de efectos de CNM y QGP.
Significancia
El artículo afirma que la supresión significativa de los estados Υ(2S) y Υ(3S) en colisiones OO, contrastada con el efecto mínimo en colisiones pO, proporciona nueva evidencia para la emergencia de mecanismos de supresión adicionales en el sistema relativamente pequeño de colisiones OO. Los autores concluyen que estos mecanismos son consistentes con la formación de un plasma de quarks-gluones en colisiones OO. Los resultados demuestran que la jerarquía de supresión (donde los estados excitados están más suprimidos que el estado fundamental) observada en sistemas grandes de PbPb también se manifiesta en sistemas más pequeños de OO, apoyando la hipótesis de que la formación de QGP puede ocurrir en colisiones de iones ligeros. Los datos son bien descritos por modelos que incorporan la formación de QGP, resaltando la interacción entre los efectos de la materia nuclear fría y el apantallamiento de color en un medio deconfinado.
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Utilizado por investigadores de Stanford, Cambridge y la Academia Francesa de Ciencias.
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