Nelle collisioni ad alta energia, i quark pesanti come charm e quark bottom subiscono un effetto chiamato “jet quenching”, in cui perdono energia e non possono formare getti. Si ritiene che questo fenomeno sia dovuto all'interazione tra i quark pesanti e la materia calda e densa creata nelle collisioni, nota come plasma di quark e gluoni (QGP). Calcoli recenti hanno fornito informazioni sui meccanismi alla base di questo fenomeno e sui fattori che influenzano il flusso di quark pesanti nel QGP.

Uno studio, condotto da ricercatori di varie istituzioni, ha utilizzato un quadro chiamato corrispondenza AdS/CFT, che mette in relazione il comportamento di sistemi fortemente interagenti in quattro dimensioni con sistemi debolmente interagenti in dimensioni superiori. Usando questo approccio, il team ha calcolato la perdita di energia di un quark pesante che si muove attraverso un QGP fortemente accoppiato. I risultati hanno mostrato che la perdita di energia aumenta con la quantità di moto del quark e con la temperatura del QGP. Ciò concorda con le osservazioni sperimentali e suggerisce che i quark pesanti perdono energia principalmente attraverso le interazioni con il mezzo.

Un altro calcolo si è concentrato sulle proprietà di trasporto del QGP, come la viscosità di taglio e il coefficiente di diffusione, che influenzano il flusso dei quark pesanti. I ricercatori hanno utilizzato una tecnica di cromodinamica quantistica reticolare (LQCD), che consente la simulazione diretta del QGP su un reticolo spaziotemporale discretizzato. I risultati hanno indicato che la viscosità di taglio del QGP è maggiore di quella di un fluido perfetto, mentre il coefficiente di diffusione è minore. Questi risultati implicano che il QGP si comporta come un fluido con viscosità finita, che può impedire il flusso di quark pesanti.

Inoltre, i ricercatori hanno studiato l’impatto della temperatura del QGP sul flusso dei quark pesanti. Hanno scoperto che la perdita di energia e la deflessione dei quark pesanti diminuiscono all’aumentare della temperatura. Ciò suggerisce che il QGP diventa un ambiente meno resistente per i quark pesanti a temperature più elevate.

In sintesi, calcoli recenti che utilizzano tecniche AdS/CFT e QCD reticolare forniscono preziose informazioni sui meccanismi responsabili dell’estinzione dei quark pesanti nelle collisioni ad alta energia. Questi studi fanno luce sui modelli di perdita di energia e sulle caratteristiche del flusso dei quark pesanti all’interno del plasma di quark e gluoni, offrendo supporto teorico per osservazioni sperimentali e contribuendo alla nostra comprensione delle proprietà della materia calda e densa creata in queste collisioni.