Unas millonésimas de segundo después del Big Bang, el universo era tan denso y caliente que los quarks y gluones que componen los protones, los neutrones y otros hadrones existían libremente en lo que se conoce como plasma de quarks-gluones. El experimento ALICE en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) puede recrear este plasma en colisiones de alta energía de haces de iones pesados ​​de plomo. Sin embargo, ALICIA, así como cualquier otro experimento de colisión que pueda recrear el plasma, no puede observar este estado de la materia directamente. La presencia y propiedades del plasma solo se pueden deducir de las firmas que deja en las partículas que se producen en las colisiones.

En un nuevo artículo, presentado en la conferencia en curso de la Sociedad Europea de Física sobre Física de Altas Energías, la colaboración de ALICE informa sobre la primera medición de una de esas firmas, el flujo elíptico, de las partículas ascendentes producidas en las colisiones de plomo-plomo del LHC.

El upsilon es una partícula de bottomonio, que consiste en un quark bottom (a menudo también llamado beauty) y su antiquark. Bottomonia y sus contrapartes de quarks encantadores, partículas de charmonio, son excelentes sondas del plasma de quarks-gluones. Se crean en las etapas iniciales de una colisión de iones pesados ​​y, por lo tanto, experimentan la evolución completa del plasma, desde el momento en que se produce hasta el momento en que se enfría y da paso a un estado en el que se pueden formar hadrones.

Una indicación de que se forma el plasma de quarks-gluones es el movimiento colectivo, o fluir, de las partículas producidas. Este flujo es generado por la expansión del plasma caliente después de la colisión, y su magnitud depende de varios factores, incluyendo:el tipo de partícula y la masa; que central o "de frente, "la colisión es; y los momentos de las partículas en ángulo recto con la línea de colisión. Un tipo de flujo, llamado flujo elíptico, resulta de la forma elíptica inicial de colisiones no centrales.

En su nuevo estudio, el equipo de ALICE determinó el flujo elíptico de los upsilons observando los pares de muones (primos más pesados ​​del electrón) en los que se transforman, o "decadencia". Descubrieron que la magnitud del flujo elíptico ascendente para un rango de momentos y centralidades de colisión es pequeña, haciendo de los upsilons los primeros hadrones que no parecen exhibir un flujo elíptico significativo.

Los resultados son consistentes con la predicción de que los upsilons se dividen en gran medida en sus quarks constituyentes en las primeras etapas de su interacción con el plasma. y allanan el camino hacia mediciones de mayor precisión utilizando datos del detector actualizado de ALICE, que podrá registrar diez veces más upsilons. Estos datos también deberían arrojar luz sobre el curioso caso del flujo J / psi. Esta partícula de charmonio más ligera tiene un flujo más grande y se cree que se vuelve a formar después de ser dividida por el plasma.