摘要：对相对论重离子对撞机（RHIC）的苯金实验数据的新分析揭示了新的证据表明，即使很小的核与大型核的碰撞可能会产生夸克 - 格鲁恩等离子体（QGP）的微小斑点。科学家认为，这种自由夸克和胶子的物质，质子和中子的基础，在大爆炸之后渗透了一秒钟的宇宙。...
对相对论重离子对撞机（RHIC）的苯金实验数据的新分析揭示了新的证据表明，即使很小的核与大型核的碰撞可能会产生夸克 - 格鲁恩等离子体（QGP）的微小斑点。科学家认为，这种自由夸克和胶子的物质，质子和中子的基础，在大爆炸之后渗透了一秒钟的宇宙。 RHIC对金离子的能量粉碎 - 已剥离电子的金原子的核 - 通常通过“融化”这些核构建块来创建QGP，以便科学家可以研究QGP的性质。
物理学家最初认为，较大离子的碰撞不会产生QGP，因为小离子不会沉积足够的能量来融化大离子的质子和中子。但是长期以来的证据表明，这些小碰撞系统产生的粒子流动模式与原始汤（原始汤的微小斑点）QGP的存在一致。刚刚出版的新发现物理评论信，加强QGP的这些小液滴的情况。该论文提供了第一个直接的证据，表明在RHIC的小碰撞系统中产生的能量颗粒有时会失去能量并在出路时大大减速。
“我们第一次在一个小型碰撞系统中发现了对QGP的两个主要证据之一的抑制。”
喷气淬火是QGP的标志
Looking for the suppression of high-energy jets of particles, or jet "quenching," has been a key goal from the earliest days at RHIC, a DOE Office of Science user facility for nuclear physics research that began operating at Brookhaven Lab in 2000. Jets are created when a quark or gluon within a proton or neutron in one of RHIC's ion beams collides intensely with a quark or gluon in the nuclear particles that make up the梁朝相反的方向行驶。这些强烈的相互作用可以用大量的能量踢出单个夸克或胶子，从碰撞的核构建块中脱离，这很快将能量颗粒转化为其他颗粒的级联反应或喷气机。
如果碰撞不会将核物质融化成自由夸克和胶子的汤（QGP），则这些颗粒的颗粒射流或它们的衰减产品的这些蒸发量自由驶出，以由RHIC的探测器计算出来。但是，如果这些碰撞确实形成了QGP，那么尽管能量，但无踢的夸克或Gluon还是陷入了与构成等离子体的夸克和粘着的互动中。
斯托尼·布鲁克大学（SBU）的菲尼克斯物理学家加博·戴维（Gabor David）解释说：“这些相互作用导致了能源损失。”他是新分析的领导者之一。
他说：“您可以考虑到这件事，就像在空气中奔跑和穿过水之间的区别。” QGP就像水。它减慢了颗粒的速度。结果，喷气式飞机仅用其原始能量的一小部分到达检测器。
为了寻找这种抑制，物理学家首先必须估计通过数学上从简单的质子质子碰撞缩放到与诸如黄金等重离子碰撞相关的质子和中子的数量，从数学上缩减金质粉刺的能量颗粒数量。计算出的值间接指示碰撞发生在两个金离子之间，还是是瞥见的碰撞碰撞，而离子在边缘彼此之间互相搭配。预计中央碰撞将产生比外围碰撞更多的喷气机。但是它们也更有可能产生更大的QGP，从而产生更高的喷射抑制作用。
这种方法为金黄色的粉碎精美工作。
Akiba说：“与质子 - 普罗顿碰撞相比，我们期望在最中心的金金碰撞中看到能量颗粒或喷气机的数量的1,000倍。” “但是我们只看到质子质子水平的200倍，这是预期数的五分之一。这是五个抑制。”
这种喷射抑制是一个明显的迹象，表明金币碰撞正在产生QGP。这也与这些碰撞中QGP形成的另一个关键特征一致，即由“完美液体”等离子体的流体动力特性引起的粒子流的特征模式。
当菲尼克斯科学家在小型碰撞系统中观察到类似的流体动力流动模式时，暗示可能会有很小的QGP滴时，他们也着手在这些事件中搜索喷气抑制。结果令人惊讶：虽然诸如杜特龙（Deuterons）的颗粒（一个质子和一个中子）的最中心碰撞具有金离子抑制喷气的迹象，但更多的外围碰撞似乎显示出能量喷射的增加。
大卫说：“没有解释为什么会发生这种情况 - 绝对没有。”
转向直接光子
事实证明，令人惊讶的增加是物理学家确定碰撞中心性的间接方式的工件。如新论文所述，他们通过尝试另一种和更直接的方法来发现这一点。他们没有使用基于几何模型的计算来估计参与碰撞的核颗粒数量（质子和中子）的数量，而是通过计算所谓的“直接”光子来直接测量这些相互作用。
这是可能的，因为就像RHIC碰撞可以踢能量的夸克或无gluon一样，这种相互作用也可以产生高能量光子或光的粒子。这些直接的光子与无踢夸克和胶子成正比的碰撞中产生。
因此，通过计算撞击其检测器的直接光子，菲尼克斯科学家可以直接测量碰撞的中心性，并确切地知道有多少充满活力的夸克或胶子被踢开了，也就是说，可以期待多少喷气机。
SBU的Axel Drees解释说：“碰撞的中心越中心，与金离子的质子和中子中的夸克和胶子的夸克和胶子之间的相互作用越多。” “因此，中央粉碎会产生更多的直接光子，并应产生比瞥见碰撞更能能量的射流颗粒。”
但是，与夸克和胶子不同，光子不与QGP相互作用。
Drees说：“如果创建光子，它们将完全逃脱QGP，而不会损失任何能源。”
因此，如果没有QGP，则应以成比例的量检测光子和能量颗粒。但是，如果在中央碰撞中，检测到的能量射流颗粒的数量显着低于相同能量的直接光子的数量，这可能是存在QGP的迹象，从而淬灭JET。
当时戴维（David）建议的研究生Niveditha Ramasubramanian承担了一项艰巨的任务，即从Phenix的Deuteron-Gold Collision Data中取消直接的光子信号。当她的分析完成后，较早的，无法解释的喷气机因周围碰撞而产生的喷气式会完全消失。但是在最中心的碰撞中仍然有强烈的抑制信号。
“我们做这项复杂分析的最初动机只是更好地理解我们所做的外围碰撞中充满活力的飞机的奇怪增长，”纸上的合着者拉马斯巴拉曼（Ramasubramanian）说，他获得了博士学位。 - 以及2022年Rhic＆AGS用户会议上的论文奖 - 为她为此结果做出了贡献。现在，她是法国国家科学研究中心的一名工作人员，她补充说：“我们在最中心的碰撞中观察到的压制是完全出乎意料的。”
Akiba说：“当我们将直接光子作为对碰撞中心性的准确度量的准确度量时，我们可以明确地看到[中央碰撞中]的抑制作用。”
大卫指出，“新方法仅依靠可观察的数量，避免使用理论模型。”
下一步将是将相同的方法应用于其他小型碰撞系统。
Drees说：“使用相同技术对Phenix的质子金和氦3金数据进行了持续的分析，将有助于进一步阐明这种抑制的起源，以确认我们当前的理解或通过竞争性解释来排除它。”
这项研究由科学科学办公室（NP），国家科学基金会以及科学论文中列出的一系列美国和国际大学和组织资助。该Phenix实验从2000年至2016年收集了RHIC的数据，正如本文所示，对其数据的分析正在进行中。
