Pesquisadores da HEFTY Topical Collaboration investigaram a recombinação de quarks charm e bottom em mésons B c no plasma quark-gluon (QGP). Eles desenvolveram um modelo de transporte que simula a cinética de estados ligados de quarks pesados através da bola de fogo QGP em expansão formada em colisões de íons pesados de alta energia. Pesquisas anteriores usaram com sucesso esse modelo para descrever a produção de estados ligados charm-anticharm e bottom-antibottom e, portanto, podem fornecer previsões para partículas B c (estados ligados charm-antibottom).

O artigo foi publicado na revista Physical Review C.

Um QGP formado em colisões de íons pesados de alta energia dura apenas um curto período de tempo antes de se desintegrar em milhares de partículas que podem ser observadas em detectores. Esses detectores rastreiam assinaturas — os sinais produzidos por tipos específicos de partículas. A descoberta e o estudo da formação de QGP em experimentos de íons pesados requerem assinaturas que não ocorrem em outros tipos de colisões, como colisões próton-próton .

Neste estudo, pesquisadores realizaram simulações teóricas de quarks charm e bottom difundindo-se através do QGP. Eles descobriram que a recombinação desses quarks aumenta a produção de mésons B c . Esse mecanismo não ocorre em colisões próton-próton e, portanto, pode servir como uma assinatura limpa da formação do QGP.

Os pesquisadores usaram espectros realistas de quarks charm e bottom, computados a partir de sua difusão através do QGP, para avaliar seus processos de recombinação. Os resultados mostram um grande aumento do rendimento de B c em colisões de núcleos de chumbo (Pb), em relação ao das colisões de prótons. O maior efeito é previsto para mésons B c de movimento lento em colisões "frontais" dos núcleos de Pb, onde uma grande bola de fogo QGP com números apreciáveis ??de quarks charm e bottom é formada.

Os cálculos teóricos concordam com dados pioneiros da colaboração CMS no Large Hadron Collider (LHC). No entanto, os dados ainda não são sensíveis a mésons B c de movimento lento; dados futuros fornecerão, portanto, um teste crítico dessa assinatura QGP.