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The Quark-Gluon Plasma through Energy Correlators

Description du projet

Zoom sur la dynamique interne du plasma de quarks et de gluons

Comprendre comment le plasma de quarks et de gluons (QGP) naît de l'interaction faible entre les quarks et les gluons est un des principaux défis de la physique des ions lourds. Le projet QGPthroughEECs, financé par le CER, applique des corrélateurs énergie-énergie pour analyser la manière dont les jets déposent de l'énergie à différentes échelles, offrant ainsi un nouveau «microscope» pour le QGP. Le projet faire lumière sur la manière dont le QGP modifie les interactions entre les particules, réagit au dépôt d'énergie et passe à un comportement de quasiparticule, offrant ainsi un aperçu sans précédent de la dynamique de l'un des états de la matière les plus extrêmes de la nature.

Objectif

The Quark-Gluon Plasma (QGP) created in high-energy collisions of heavy nuclei at the Large Hadron Collider (LHC) is an exotic state of matter made of deconfined quarks and gluons, which behaves as a strongly-coupled fluid, with no discernible microscopic particle-like dynamics. Understanding how this strongly-coupled liquid emerges from matter which, at very short distances, is made of weakly-coupled partons stands as one of the paramount challenges in heavy-ion physics for the coming decade. To address this fundamental question, we must probe the QGP at varying resolution scales. QGPthroughEECs proposes an innovative approach to multi-scale microscopy of the QGP, based on examining the structure of the jets' energy flux deposited on the detectors, captured in a class of observables finding their origins in conformal field theories known as energy-energy correlators (EECs). N-point EECs look at the energy distribution of all combinations of N final particles within a jet as a function of their angular distances. Much like temperature correlations of the cosmic microwave background offer insights into the Universe's time evolution, the structure of EECs across their angular regimes gives access to the QGP dynamics at distinct length scales. By developing the quantum chromodynamics (QCD) first-principles framework for heavy-ion jets’ EECs and computing specific EECs sensitive to elusive QGP phenomena, this project aims to answer several long-standing questions about the QGP inner dynamics. These include quantifying the role of color decoherence, unveiling how the QGP modifies the QCD dead-cone effect, establishing compelling evidence of medium response, and determining the length scale at which the description of the QGP in terms of quasiparticles becomes valid. As the person who pioneered the application of EECs to heavy-ion physics and with broad expertise in jet quenching theoretical calculations, the PI is in a unique position to achieve these ambitious goals.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

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Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ERC-2024-STG

Voir tous les projets financés au titre de cet appel

Institution d’accueil

ECOLE POLYTECHNIQUE
Contribution nette de l'UE
€ 1 499 275,00
Adresse
ROUTE DE SACLAY
91128 PALAISEAU CEDEX
France
Région
Ile-de-France Ile-de-France Paris
Type d’activité
Higher or Secondary Education Establishments
Liens
Coût total
€ 1 499 275,00

Bénéficiaires (1)