• Cosmologie: les détecteurs CMS et Alice du LHC fournissent des indications de l'apparition du quagma (plasma semblable à celui du Big Bang) dans des collisions de protons!____¤201812

     

    Une étude, dont les résultats intitulés «Creation of quark–gluon plasma droplets with three distinct geometries» sont publiés dans la revue Nature Physics, a permis, grâce aux détecteurs CMS et Alice du LHC, de fournir des indications de l'apparition du quagma dans des collisions de protons. Ces observations devraient pouvoir aider à mieux comprendre «comment le plasma originel de quark-gluon du Big Bang s'est refroidi en quelques millisecondes, donnant naissance aux premiers protons et neutrons».

     

    Indiquons tout d'abord qu'une prédiction théorique de la chromodynamique quantique (QCD) avait énoncé que, «dans des conditions de pression et de température analogues à celles du Big Bang, ou rencontrées lors de collisions violentes de nucléons, les quarks devaient se déconfiner pour former un plasma dense et chaud où ils sont libres de se déplacer». Ce nouvel état de la matière, qui diffère «des autres états de la matière, comme les solides, les liquides ou les gaz, dans lesquels les quarks et les gluons sont confinés dans les hadrons», a été dénommé quagma ou simplement plasma de quarks-gluons» (*). La première création en pratique «de ce plasma de quarks et de gluons par l'Humanité a été annoncée en février 2000 par les chercheurs du CERN».

     

    Pour sa part, l'étude ici présentée, en se basant sur des expériences au LHC, «valide des prédictions faites il y a quelques années par des chercheurs, comme le physicien Jamie Nagle»: concrètement, comme «les collisions d'ions lourds font intervenir des centaines de protons et de neutrons», on «s'attendait à ne pouvoir observer le quagma que de cette façon», mais il est apparu que les détecteurs CMS et Alice du LHC ont pu fournir «des indications de l'apparition de ce plasma déjà dans des collisions de protons».

     

    Plus précisément, l'objectif était «de vérifier ce phénomène de production d'un quagma avec des collisions entre des systèmes contenant un plus petit nombre de nucléons que des ions d'or ou de plomb». Les théoriciens s'attendaient à ce que le comportement du plasma formé reflète la nature des particules en collision», car le quagma, qui «se comporte en fait comme un fluide presque parfait, sans viscosité», peut «s'écouler à la façon de l'hélium liquide avant de se refroidir en donnant des gouttes de liquide hadronique visqueux, c'est-à-dire des hadrons».

     

    Comme «la géométrie du flot de ces hadrons, dans le détecteur entourant le lieu de formation du quagma, permet de remonter à sa structure initiale, celle d'une goutte de liquide adoptant des formes bien particulières», cette «idée a été mise en pratique avec des collisions de noyaux d'or (symbole Au) avec respectivement des protons, des deutérons (un proton et un neutron) et des noyaux d'hélium trois (3He, deux protons + un neutron)», les flots résultant devant être «respectivement ceux d'une sphère en expansion, d'un ballon de rugby (la somme de deux sphères en expansion) et d'un triangle (la somme de trois sphères en expansion)».

     

    Comme c'est ce qui a été observé, cette étude devrait pouvoir «aider les théoriciens à mieux comprendre comment le plasma originel de quark-gluon du Big Bang s'est refroidi en quelques millisecondes, donnant naissance aux premiers protons et neutrons».

     

     

    Lien externe complémentaire (source Wikipedia)

     

    (*) Plasma quarks-gluons (Quagma)

     

     


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