Le Département d'Électronique des Détecteurs et d'Informatique pour la Physique

La collaboration ALICE a mesuré, dans des collisions d'ions lourds, le flot elliptique  (voir FM « Le flot du charme intrigue ») d’hadrons contenant un quark c, lié soit à un quark léger (formant un méson D), soit à un antiquark c (formant un méson J/ψ). Les hadrons contenant des quarks lourds, à savoir le quark c ou le quark b, sont d'excellents « messagers » du plasma de quarks et de gluons formé dans ces collisions. Ils sont produits lors des phases initiales des collisions, avant la formation du plasma, et ainsi, interagissent avec les constituants du plasma tout au long de son évolution, depuis sa phase d'expansion rapide jusqu’à son refroidissement et sa transformation en hadrons.
Lorsque les noyaux lourds n'entrent pas en collision frontale, le plasma s’allonge et son expansion conduit à une modulation principalement elliptique de la distribution de l'impulsion des hadrons (le flot). La collaboration ALICE a constaté que, pour une faible impulsion, le flot elliptique des mésons D est moindre que celui des pions, qui ne contiennent que des quarks légers, et que le flot elliptique des mésons J/ψ [1] est plus faible que celui des deux autres mais peut néanmoins être observé distinctement.

« Ce profil indique que les quarks c lourds sont entraînés par l'expansion du plasma de quarks de gluons, mais probablement dans une moindre mesure que les quarks légers, et que les mésons D comme les mésons J/ψ, à de faibles impulsions, sont en partie formés par la liaison, ou recombinaison, de quarks en mouvement, explique Luciano Musa, porte-parole d'ALICE ».

Une autre mesure réalisée par l'équipe d'ALICE concernant le flot d'électrons issu des désintégrations d’hadrons B, qui contiennent un quark b, indique que les quarks b sont également sensibles à l’allongement du plasma de quarks et de gluons. Les particules Upsilon, qui sont constituées d'un quark b et de son antiquark (et non pas d'un quark c et d'un antiquark c, comme c'est le cas de la particule J/ψ) ne présentent pas un flot significatif [2] (voir FM « L'Upsilon (1S), contre vents et marées »), probablement en raison de leur masse beaucoup plus élevée et du faible nombre de quarks b pouvant se prêter à une recombinaison. 
Ces résultats sont illustrés par la figure 1 qui montre le flot elliptique de diverses particules, depuis les pions ne contenant pas de quarks lourds, en passant par les mésons J/ψ, jusqu’aux mésons Upsilon, mesuré par ALICE dans des collisions entre noyaux de plomb au LHC.