Några miljoner av sekunderna efter Big Bang, universum var så tätt och varmt att kvarkerna och gluonerna som utgör protoner, neutroner och andra hadroner existerade fritt i det som kallas kvark -gluonplasma. ALICE-experimentet på Large Hadron Collider (LHC) kan återskapa denna plasma i högenergikollisioner av strålar av tunga joner av bly. Dock, ALICE, liksom alla andra kollisionsexperiment som kan återskapa plasma, kan inte observera detta tillstånd direkt. Plasmas närvaro och egenskaper kan endast härledas från de signaturer som den lämnar på partiklarna som produceras vid kollisionerna.

I en ny artikel, presenterad vid den pågående European Physical Society-konferensen om högenergifysik, ALICE -samarbetet rapporterar den första mätningen av en sådan signatur - det elliptiska flödet - för upsilonpartiklar som produceras vid bly -bly -LHC -kollisioner.

Upsilon är en bottomoniumpartikel, bestående av en botten (ofta även kallad skönhet) kvark och dess antikvark. Bottomonia och deras charm-kvark-motsvarigheter, charmoniumpartiklar, är utmärkta sonder för kvark -gluonplasma. De skapas i de inledande stadierna av en tungjonkollision och upplever därför hela utvecklingen av plasma, från det ögonblick den produceras till den svalnar och viker för ett tillstånd där hadroner kan bildas.

En indikation på att kvark -gluonplasma bildas är den kollektiva rörelsen, eller flöde, av de producerade partiklarna. Detta flöde genereras av expansionen av den heta plasma efter kollisionen, och dess storlek beror på flera faktorer, inklusive:partikeltyp och massa; hur centralt, eller "på huvudet, "kollisionen är; och momentan för partiklarna i rät vinkel mot kollisionslinjen. En typ av flöde, kallas elliptiskt flöde, resultat från den initiala elliptiska formen av icke-centrala kollisioner.

I deras nya studie, ALICE -teamet bestämde elliptiska flödet av upsilonerna genom att observera paren av muoner (tyngre kusiner till elektronen) till vilka de omvandlas, eller "förfall". De fann att storleken på upsilon elliptiskt flöde för ett antal moment och kollisionscentraler är liten, vilket gör upsilonerna till de första hadronerna som inte verkar uppvisa ett signifikant elliptiskt flöde.

Resultaten överensstämmer med förutsägelsen att upsilonerna i stor utsträckning delas upp i sina bestående kvarkar i de tidiga stadierna av deras interaktion med plasma, och de banar väg för mätningar med högre precision med data från ALICE:s uppgraderade detektor, som kommer att kunna spela in tio gånger fler upsilons. Sådana data bör också belysa det märkliga fallet med J/psi -flödet. Denna ljusare charmoniumpartikel har ett större flöde och antas återformas efter att ha delats upp av plasma.