Nella fisica delle particelle, un getto è una pioggia di particelle collimate generate da un quark o gluone altamente energetico. In una collisione piombo-piombo, i getti devono attraversare il plasma di quark gluoni, alterando la loro energia, traccia e consistenza.

Nella sua tesi, Tomas Snellman ha studiato se ci sono differenze nelle caratteristiche dei getti tra le collisioni protone-protone e protone-piombo. L'obiettivo era determinare se il plasma di quark gluoni può essere generato in una collisione protone-piombo, come allora i getti inizierebbero a somigliare alle osservazioni fatte nelle collisioni piombo-piombo.

La materia nucleare calda di solito significa plasma di quark gluoni (QGP). È una questione così calda che quark e gluoni non sono più confinati ai nucleoni, cioè., protoni e neutroni, ma si muovono liberamente all'interno del plasma. Per trasformare la materia ordinaria in plasma di quark gluoni sono necessarie temperature di circa 2000 miliardi di Kelvin. Queste alte temperature possono essere raggiunte in collisioni ad alta energia tra nuclei atomici nei laboratori, per esempio al Large Hadron Collider (LHC).

Tomas Snellman studia getti di particelle nelle collisioni tra protoni e nuclei di piombo, che sono stati misurati al CERN nell'esperimento ALICE dell'LHC.

Un obiettivo importante nelle misurazioni eseguite ad ALICE era scoprire se le caratteristiche di una collisione protone-piombo possono essere spiegate utilizzando solo le proprietà della materia nucleare fredda. La materia nucleare fredda è semplicemente usata per riferirsi allo stato ordinario dei nuclei atomici, che è freddo per gli standard della fisica delle particelle.

"Nel campo è stato stabilito che il plasma di quark gluoni viene creato nelle collisioni piombo-piombo a LHC. La domanda interessante è se questo può accadere anche nelle collisioni protone-piombo, "dice Snellman.

Secondo le scale della ricerca sulla fisica delle particelle, i nuclei atomici sono "grandi". Così, la sfera di materia in collisione in una collisione tra due nuclei pesanti è abbastanza grande da trasformarsi in plasma di quark gluoni. D'altra parte, un singolo protone è così piccolo, che si riteneva improbabile la creazione di QGP.

"Però, alcune collisioni protone-piombo hanno mostrato indicazioni della creazione di QGP. Non è noto cosa accada effettivamente nelle collisioni protone-piombo".

"Nella mia ricerca, Ho studiato se i getti della collisione media protone-piombo o di una collisione eccezionalmente attiva differiscono dai getti osservati nelle collisioni protone-protone. I cambiamenti nelle collisioni attive potrebbero fornire una chiara prova della creazione di QGP. Però, nell'ambito delle attuali capacità sperimentali, nessuna prova è stata trovata, "Snellman spiega.

"Così, la questione del QGP nella collisione protone-piombo rimane aperta. Alcune misurazioni supportano la creazione di QGP, ma soprattutto misurazioni basate su getti di particelle, come questa tesi, non vedere segni. Poiché la potenziale gocciolina QGP sarebbe piccola nelle collisioni protone-piombo, i segnali sarebbero deboli. Questo spiega una parte della discrepanza, ma non tutto. Una soluzione richiederebbe una migliore comprensione teorica dei fenomeni sottostanti, ma anche dal punto di vista sperimentale abbiamo bisogno di un migliore controllo dei bias che influenzano le nostre misurazioni in modo che anche un segnale debole possa essere rilevato, " conclude Snellman.