First measurement of the ratio of ψ(2S)-to-J/ψ inclusive production in pAr and $pp$ collisions at sNN=113GeV with SMOG2
LHCb प्रयोग ने SMOG2 का उपयोग करते हुए sNN=113GeV पर pAr और $ppटकरावोंमें\psi(2S)−से−J/\psiउत्पादनक्रॉस−सेक्शनअनुपातकेपहलेमापनकीरिपोर्टदीहै,जिसमेंp\mathrm{Ar}टकरावोंमें0.90 \pm 0.04 \pm 0.02$ का एक अनुपात देखा गया है जो परमाणु प्रभावों के उद्भव का संकेत देता है और बड़े टकराव प्रणालियों के भविष्य के अध्ययनों के लिए एक आधार रेखा स्थापित करता है।
मूल लेखक: 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, M. Haubner, 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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पदार्थ के केंद्र में एक ऐसी शक्ति निहित है जो इतनी शक्तिशाली है कि यह ब्रह्मांड के सबसे छोटे निर्माण खंडों को एक साथ बांधती है। यह बल, जिसे स्ट्रॉन्ग इंटरैक्शन (strong interaction) के रूप में जाना जाता है, ग्लूऑन्स (gluons) नामक कणों द्वारा वहन किया जाता है और क्वार्क्स (quarks) के बीच कार्य करता है, जो प्रोटॉन और न्यूट्रॉन के मौलिक घटक हैं। जब एक भारी क्वार्क अपने प्रतिद्रव्य (antimatter) साथी से मिलता है, तो वे मिलकर एक अल्पकालिक कण बना सकते हैं जिसे चारमोनियम (charmonium) कहा जाता है। वैज्ञानिक इन क्षणिक जोड़ों का अध्ययन यह समझने के लिए करते हैं कि विभिन्न परिस्थितियों में स्ट्रॉन्ग फोर्स कैसे व्यवहार करती है। एक निर्वात (vacuum) में, जैसे कि दो प्रोटॉनों के बीच होने वाले टकराव में, ये कण एक अनुमानित तरीके से बनते और क्षय होते हैं। हालाँकि, जब यही टकराव एक बड़े नाभिक (nucleus) के भीतर होता है, तो वातावरण बदल जाता है। टकराव बिंदु के चारों ओर अन्य कणों का घना बादल चारमोनियम के निर्माण या अस्तित्व में हस्तक्षेप कर सकता है, जो एक घने कोहरे की तरह कार्य करता है जो नाजुक बंधन के पूरी तरह बनने से पहले ही उसे घोल सकता है। सरल टकरावों बनाम भारी नाभिक के भीतर होने वाले टकरावों में ये कण कितनी बार दिखाई देते हैं, इसकी तुलना करके, भौतिक विज्ञानी सटीक रूप से मानचित्रित कर सकते हैं कि परमाणु वातावरण कण भौतिकी के नियमों को कैसे बदलता है।
CERN में LHCb प्रयोग का उपयोग करने वाली शोधकर्ताओं की एक टीम ने प्रोटॉन को आर्गन गैस से टकराकर इस घटना पर एक नया दृष्टिकोण अपनाया है। जबकि लार्ज हैड्रोन कोलाइडर (Large Hadron Collider) रिकॉर्ड तोड़ गति पर प्रोटॉन की बीम को आमने-सामने टकराने के लिए प्रसिद्ध है, इस प्रयोग में एक अनूठे सेटअप का उपयोग किया गया जहाँ प्रोटॉन की एक बीम को स्थिर गैस के बादल में छोड़ा गया था। इस फिक्स्ड-टारगेट (fixed-target) दृष्टिकोण ने वैज्ञानिकों को 113 GeV प्रति न्यूक्लियॉन पेयर के एक विशिष्ट ऊर्जा स्तर पर अध्ययन करने की अनुमति दी, जो एक ऐसा क्षेत्र था जिसे पहले इस सटीकता के साथ नहीं खोजा गया था। टीम ने दो विशिष्ट प्रकार के चारमोनियम पर ध्यान केंद्रित किया: J/psi और psi(2S)। ये दोनों कण मूल रूप से एक ही परिवार के हैं, लेकिन psi(2S), J/psi का एक अधिक उत्तेजित (excited), ढीले बंधन वाला संस्करण है। क्योंकि psi(2S) अधिक कमजोर रूप से जुड़ा हुआ है, सिद्धांत यह सुझाव देता है कि यह J/psi के तुलनात्मक रूप से मजबूत संस्करण की तुलना में अधिक नाजुक होना चाहिए और आसपास के परमाणु कोहरे द्वारा नष्ट होने की अधिक संभावना होनी चाहिए।
इसकी जांच करने के लिए, शोधकर्ताओं ने 2024 में एकत्र किए गए डेटा का विश्लेषण किया, जब उन्होंने प्रोटॉन बीम के पथ में हाइड्रोजन और आर्गन गैस के बादलों को इंजेक्ट किया था। हाइड्रोजन टकराव एक आधार रेखा (baseline) के रूप में कार्य करते थे, जो बिना किसी परमाणु कोहरे वाले स्वच्छ वातावरण का प्रतिनिधित्व करते थे, जबकि आर्गन टकराव परीक्षण के मामले के रूप में प्रदान किए गए थे, क्योंकि आर्गन नाभिक बहुत बड़े होते हैं और एक सघन वातावरण बनाते हैं। प्रत्येक प्रकार के टकराव में J/psi और psi(2S) कणों की संख्या गिनकर, टीम ने एक अनुपात की गणना की जो इन दोनों कणों के उत्पादन दरों की तुलना करता है। उन्होंने पाया कि प्रोटॉन-प्रोटॉन टकरावों में, psi(2S) का J/psi के साथ अनुपात प्रोटॉन-आर्गन टकरावों की तुलना में थोड़ा अधिक था। विशेष रूप से, आर्गन टकरावों में अनुपात प्रोटॉन टकरावों की तुलना में लगभग 10 प्रतिशत कम था। यह अंतर बताता है कि आर्गन गैस में परमाणु वातावरण वास्तव में अधिक नाजुक psi(2S) कण के उत्पादन को दबा रहा है जितना कि यह J/psi को प्रभावित करता है।
यह अध्ययन केवल एक संख्या तक ही सीमित नहीं रहा; वैज्ञानिकों ने उत्पन्न कणों की गति और दिशा को देखकर अपने निष्कर्षों का विश्लेषण किया। उन्होंने देखा कि यह दमन प्रभाव (suppression effect) तब सबसे अधिक स्पष्ट था जब कण धीरे चल रहे थे और प्रोटॉन बीम के सापेक्ष पीछे की ओर जा रहे थे। यह पैटर्न इस विचार के अनुरूप है कि परमाणु कोहरा इन कणों के निर्माण को बाधित करने में तब सबसे प्रभावी होता है जब उनके पास आसपास के पदार्थ के साथ बातचीत करने के लिए अधिक समय होता है। परिणामों की तुलना अन्य प्रयोगों के पिछले मापों और सैद्धांतिक मॉडलों के साथ की गई थी जो चारमोनियम के साथ चलते रहने वाले कणों, जिन्हें 'कोमोवर्स' (comovers) कहा जाता है, और परमाणु अवशोषण (nuclear absorption) के मॉडलों को ध्यान में रखते हैं। डेटा इस भविष्यवाणी के साथ अच्छी तरह से फिट बैठता है कि परमाणु माध्यम सक्रिय रूप से psi(2S) के निर्माण में हस्तक्षेप कर रहा है, हालांकि प्रभाव मामूली है।
यह कार्य इस विशिष्ट ऊर्जा पर प्रोटॉन-आर्गन टकराव में इस अनुपात के पहले सटीक माप का प्रतिनिधित्व करता है, जो भविष्य के अध्ययनों के लिए एक महत्वपूर्ण बेंचमार्क के रूप में कार्य करता है। शोधकर्ता इस बात पर जोर देते हैं कि हालांकि साक्ष्य दमन प्रभाव की ओर इशारा करते हैं, डेटा का नमूना अभी भी अपेक्षाकृत छोटा है, और इस निष्कर्ष की अधिक निश्चितता के साथ पुष्टि करने के लिए एक बड़े डेटासेट की आवश्यकता होगी। इस माप की सफलता यह भी रेखांकित करती है कि LHCb डिटेक्टर इस फिक्स्ड-टारगेट मोड में संचालित होने में सक्षम है, जो चरम स्थितियों में पदार्थ कैसे व्यवहार करता है, इसके और भी विस्तृत अन्वेषणों के द्वार खोलता है। विभिन्न गैस लक्ष्यों और बड़े डेटा नमूनों के साथ इन मापों को परिष्कृत करना जारी रखकर, भौतिक विज्ञानी उम्मीद करते हैं कि वे एक सघन परमाणु वातावरण के भीतर स्ट्रॉन्ग फोर्स कैसे कार्य करता है, इसका एक पूर्ण चित्र बना सकेंगे, जिससे ब्रह्मांड के सबसे सूक्ष्म स्तरों पर शासन करने वाले मौलिक नियमों पर प्रकाश पड़ेगा।
तकनीकी सारांश: SMOG2 के साथ sNN=113 GeV पर pAr और pp टकरावों में ψ(2S)-से-J/ψ समावेशी उत्पादन अनुपात का प्रथम मापन
समस्या और प्रेरणा
प्रोटॉन-नाभिक (proton-nucleus) और नाभिक-नाभिक (nucleus-nucleus) टकरावों में चारमोनिया (ccˉ बाउंड स्टेट्स) का उत्पादन क्वांटम क्रोमोडायनामिक्स (QCD) के लिए एक महत्वपूर्ण जांच (probe) के रूप में कार्य करता है। प्रोटॉन-नाभिक टकरावों में, चारमोनियम उत्पादन विभिन्न प्रारंभिक-अवस्था (initial-state) और अंतिम-अवस्था (final-state) प्रभावों के अधीन होता है, जिनमें नाभिकीय अवशोषण (nuclear absorption), बहु-प्रकीर्णन (multiple scattering), रेडिएटिव ऊर्जा हानि, कोमूविंग कणों (comoving particles) द्वारा विघटन, और नाभिक के भीतर पार्टोन फ्लक्स (parton flux) में संशोधन शामिल हैं। ये प्रभाव भारी-आयन टकरावों जैसे बड़े सिस्टमों की तुलना में भिन्न हैं, जहाँ क्वार्क-ग्लूऑन प्लाज्मा (QGP) निर्माण की अपेक्षा की जाती है।
अंतिम-अवस्था प्रभावों की जांच के लिए एक प्रमुख अवलोकन योग्य (observable) उत्तेजित बनाम निम्न-स्तरीय चारमोनियम अवस्थाओं की सापेक्ष उत्पादन दर है, विशेष रूप से ψ(2S)-से-J/ψ अनुपात। चूंकि ψ(2S) रेजोनेंस, J/ψ मेसॉन की तुलना में अधिक कमजोर रूप से बंधा (weakly bound) होता है, इसलिए सैद्धांतिक रूप से इसे नाभिकीय वातावरण में दमन तंत्र (suppression mechanisms) के प्रति अधिक संवेदनशील होने की उम्मीद है। हालांकि इन घटनाओं का बड़े सिस्टमों में अध्ययन किया गया है, लेकिन इन प्रभावों के जटिल अंतर्संबंधों को पूरी तरह से समझने के लिए, विशेष रूप से प्रोटॉन-आर्गन (pAr) जैसे छोटे सिस्टमों में मध्यवर्ती ऊर्जाओं पर सटीक मापन आवश्यक है।
कार्यप्रणाली (Methodology)
यह विश्लेषण LHCb प्रयोग द्वारा इसके फिक्स्ड-टारगेट कॉन्फ़िगरेशन में SMOG2 (System for Measuring Overlap with Gas) सिस्टम का उपयोग करते हुए रन 3 के दौरान एकत्र किए गए डेटा का उपयोग करता है। यह अध्ययन LHC में घूम रहे 6800 GeV प्रोटॉन और हाइड्रोजन (yielding pp collisions) तथा आर्गन (yielding pAr collisions) के स्थिर गैस लक्ष्यों के बीच टकरावों पर केंद्रित है, जिसके परिणामस्वरूप न्यूक्लियॉन-न्यूक्लियॉन का केंद्र-द्रव्यमान ऊर्जा sNN=113 GeV प्राप्त होती है।
- डेटा सैंपल: विश्लेषण pAr टकरावों के लिए 0.34 pb−1 (डेटा ब्लॉक D) और pp टकरावों के लिए 8.6 pb−1 (डेटा ब्लॉक D और E से संयुक्त) के एकीकृत ल्यूमिनोसिटी का उपयोग करता है।
- इवेंट चयन: दोनों J/ψ और ψ(2S) मेसॉन्स को विपरीत आवेश वाले म्यूऑन युग्मों (μ+μ−) में उनके क्षय (decays) के माध्यम से पुनर्गठित (reconstructed) किया जाता है। इवेंट्स का चयन दो-चरणीय सॉफ्टवेयर ट्रिगर सिस्टम (HLT1 और HLT2) का उपयोग करके किया जाता है, जिसमें विशिष्ट मोमेंटम और ट्रांसवर्स मोमेंटम थ्रेशोल्ड वाले म्यूऑन और चारमोनियम अवस्थाओं के अनुरूप इनवेरिएंट मास की आवश्यकता होती है। ऑफलाइन चयन इन मानदंडों को और अधिक परिष्कृत करता है।
- सिग्नल एक्सट्रैक्शन: सिग्नल यील्ड (yields) को μ+μ− इनवेरिएंट मास वितरणों के एक्सटेंडेड मैक्सिमम-लाइक्लीहुड फिट्स का उपयोग करके निर्धारित किया जाता है। सिग्नल को दो Crystal Ball फंक्शनों के योग के रूप में मॉडल किया गया है, जबकि बैकग्राउंड को एक एक्सपोनेंशियल फंक्शन द्वारा वर्णित किया गया है।
- क्षमता निर्धारण (Efficiency Determination): उत्पादन क्रॉस-सेक्शन के अनुपात की गणना डिटेक्शन एफिशिएंसी के लिए कच्चे यील्ड अनुपात को सुधार कर की जाती है। ये एफिशिएंसीज (जियोमेट्रिकल एक्सेप्टेंस, प्राइमरी वर्टेक्स रिकंस्ट्रक्शन, ट्रैकिंग, ट्रिगर, और म्यूऑन आइडेंटिफिकेशन) Pythia 8 और EPOS के साथ जनरेट किए गए सिम्युलेटेड सैंपल्स का उपयोग करके अनुमानित की जाती हैं, जिन्हें कैलिब्रेशन सैंपल्स का उपयोग करके डेटा-ड्रिवन तकनीकों (tag-and-probe) द्वारा सुधारा जाता है।
- सिस्टमैटिक अनसर्टेन्टी (Systematic Uncertainties): अनसर्टेन्टी को किनेमैटिक इंटरवल्स में सह-संबंधित (correlated) और असंबद्ध (uncorrelated) श्रेणियों में वर्गीकृत किया गया है। स्रोत सिग्नल एक्सट्रैक्शन मॉडलिंग, एक्सेप्टेंस एफिशिएंसी मॉडलिंग (विशेष रूप से pT और y∗ स्पेक्ट्रा), प्राइमरी वर्टेक्स रिकंस्ट्रक्शन, ट्रैकिंग, ट्रिगर, और म्यूऑन आइडेंटिफिकेशन हैं। पोलराइजेशन प्रभावों को अन्य ऊर्जाओं पर पिछले मापों के आधार पर शून्य माना गया है।
प्रमुख योगदान और परिणाम
यह शोध sNN=113 GeV पर pAr और pp टकरावों में समावेशी ψ(2S)-से-J/ψ उत्पादन क्रॉस-सेक्शन अनुपात का प्रथम मापन प्रस्तुत करता है। यह मापन चारमोनियम के ट्रांसवर्स मोमेंटम (pT) और केंद्र-द्रव्यमान प्रणाली में रैपिडिटी (y∗) के फलन (function) के रूप में किया गया है, जो 0<pT<8 GeV/c और −2.3<y∗<0.0 को कवर करता है।
- एकीकृत अनुपात (Integrated Ratios): ब्रांचिंग फ्रैक्शन अनुपात के साथ क्रॉस-सेक्शन का मापा गया अनुपात, Rψ(2S)/J/ψ, है:
- pAr टकरावों के लिए: (1.62±0.05 (stat)±0.06 (syst))×10−2
- pp टकरावों के लिए: (1.79±0.05 (stat)±0.07 (syst))×10−2
- डबल रेश्यो (Double Ratio): pAr के pp परिणाम के अनुपात (डबल रेश्यो) को इस प्रकार मापा गया है:
RpAr/ppψ(2S)/J/ψ=0.90±0.04 (stat)±0.02 (syst)
यह मान pp टकरावों की तुलना में pAr टकरावों के नाभिकीय वातावरण में ψ(2S) उत्पादन के हल्के दमन (mild suppression) को दर्शाता है। - किनेमैटिक निर्भरता: डेटा यह सुझाव देता है कि यह दमन अधिमानतः −2.3<y∗<−0.8 और 0.0<pT<1.5 GeV/c के किनेमैटिक रेंज में देखा जाता है। परिणाम दोनों टकराव प्रणालियों के लिए pT के साथ बढ़ता हुआ रुझान दिखाते हैं, जो उच्च-ऊर्जा वाले pp टकरावों (s=13 TeV) और निम्न-ऊर्जा वाले pp टकरावों (s=200 GeV) में देखे गए रुझानों के अनुरूप है।
- मॉडलों के साथ तुलना: देखा गया दमन उन फेनोमेनोलॉजिकल भविष्यवाणियों के अनुरूप है जो चारमोनियम के साथ कोमूविंग कणों की अंतिम-अवस्था परस्पर क्रिया (final-state interaction) और नाभिकीय अवशोषण पर विचार करते हैं। (प्रारंभिक-अवस्था प्रभावों (नाभिकीय पार्टोन डिस्ट्रीब्यूशन फंक्शन्स) का प्रभाव इस अनुपात में नगण्य (1% से कम) अनुमानित है।
महत्व
यह अध्ययन LHCb प्रयोग द्वारा सुलभ बड़े टकराव सिस्टमों से संबंधित भविष्य के मापों की व्याख्या करने के लिए एक बेसलाइन स्थापित करता है। यह परिणाम sNN∼100 GeV की टकराव ऊर्जाओं पर दमन प्रभाव का सबसे सटीक मापन प्रदान करता है। इसके अलावा, यह विश्लेषण फिक्स्ड-टारगेट भौतिकी में SMOG2 सिस्टम के प्रदर्शन के लिए एक 'प्रूफ ऑफ प्रिंसिपलेंस' के रूप में कार्य करता है, जो उच्च-परिशुद्धता वाले चारम मापन प्रदान करने की इसकी क्षमता को प्रदर्शित करता है। पेपर निष्कर्ष निकालता है कि हालांकि वर्तमान डेटा एक दमन प्रभाव का संकेत देता है, लेकिन इस संकेत की उच्च सांख्यिकीय सार्थकता (statistical significance) के साथ पुष्टि करने के लिए एक बड़े डेटा सैंपल की आवश्यकता है। भविष्य के माप इन नाभिकीय प्रभावों को और अधिक विस्तार से खोजने के लिए बड़े डेटासेट्स और गैसीय लक्ष्यों की व्यापक विविधता का लाभ उठाएंगे।
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