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The charm and the beauty of LHC

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À la recherche des particules insaisissables

Des galaxies aux molécules, toutes ces choses sont composées de combinaisons de quarks et de leptons, mais les quarks n'ont jamais été observés librement dans la nature. Dans une tentative visant à les détecter, les scientifiques ont découvert un biais de mesure qui orientera les futures expériences.

Changement climatique et Environnement

Améliorer les protocoles expérimentaux pour réduire les biais de mesure comme postulés par les résultats de HFQGP pourrait permettre d'atteindre ce Graal. L'univers selon la physique des particules est un peu comme l'histoire d'Alice au pays des merveilles. Certaines particules portent une charge chromatique plutôt qu'une charge électrique. Certains ont des goûts. Il existe des particules de matière conventionnelles, mais également des particules comme les gluons qui lient les autres particules ensemble. Les quarks n'ont jamais été observés librement dans la nature mais uniquement confinés dans les hadrons par un champ de gluons. Les scientifiques financés par l'UE ont cherché à mesurer et à dissocier deux quarks. Le projet HFQGP («The charm and the beauty of LHC») a exploité le détecteur d'ions lourds ALICE dans l'accélérateur de particules le plus puissant et le plus important au monde. L'équipe a exploré les hadrons dans des conditions postulées pour induire une transition pour un plasma de quarks et de gluons libres (un plasma quark-gluons). Les expériences initiales ont étudié pour la première fois les collisions proton-plomb (p-Pb) asymétriques, un type de collisions proton-noyau utilisés comme une référence pour les signatures de dissociation d'un milieu chaud déconfiné. Ainsi avec les données Pb-Pb et p-p antérieures, un groupe de travail a été établi pour élaborer un protocole expérimental officiel et mener les premières analyses de données p-Pb. Un scientifique HFQGP était l'un des coordinateurs ayant pour rôle de gérer la caractérisation des évènements. Étant donné la nature asymétrique des collisions p-Pb comparées aux collisions p-p ou Pb-Pb, un accent particulier a été donné à la détermination de centralité associée à la région de l'interaction pendant la collision. Cela a ouvert la voie à des phénomènes uniques et un biais dans les mesures en fonction de la sélection des échantillons d'évènements. Son importance est reconnue par de nombreuses sessions spéciales aux grandes conférences sur le sujet. Bien que les signes de leur existence aient été observés dans les expériences, jusqu'à présent les quarks libres restent le Saint Graal de la communauté de la physique des particules. Améliorer les protocoles expérimentaux pour réduire les biais de mesure comme l'ont avancé les résultats du projet HFQGP pourrait permettre de placer ce Graal dans nos mains.

Mots‑clés

Particules insaisissables, particules, quarks, physique des particules, gluons, hadrons, ALICE, accélérateur de particules, quark libre, plasma quark-gluon, proton-plomb, p-Pb, collision proton-noyau

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7 Novembre 2022