En física de alta energía , el enfriamiento del chorro es un fenómeno que puede ocurrir en la colisión de partículas de energía ultra alta. En general, la colisión de partículas de alta energía puede producir chorros de partículas elementales que emergen de estas colisiones. Las colisiones de haces de partículas de iones pesados ultrarelativistas crean un medio caliente y denso comparable a las condiciones del universo primitivo , y luego estos chorros interactúan fuertemente con el medio, lo que lleva a una marcada reducción de su energía. Esta reducción de energía se denomina "enfriamiento por chorro".
En el contexto de las colisiones de hadrones de alta energía , los quarks y gluones se denominan colectivamente partones . Los chorros que surgen de las colisiones originalmente consisten en partones, que rápidamente se combinan para formar hadrones, un proceso llamado hadronización . Sólo los hadrones resultantes pueden observarse directamente. El medio denso y caliente que se produce en las colisiones también está compuesto de partones; se conoce como plasma de quarks-gluones (QGP). En este ámbito, las leyes de la física que se aplican son las de la cromodinámica cuántica (QCD).
Las colisiones núcleo-núcleo de alta energía permiten estudiar las propiedades del medio QGP a través de los cambios observados en las funciones de fragmentación del chorro en comparación con el caso no extinguido. Según QCD , los partones de alto momento producidos en la etapa inicial de una colisión núcleo-núcleo sufrirán múltiples interacciones dentro de la región de colisión antes de la hadronización . En estas interacciones, la energía de los partones se reduce mediante la pérdida de energía por colisión [1] y la radiación de gluones inducida por el medio, [2] siendo este último el mecanismo dominante en un QGP. El efecto del enfriamiento del chorro en QGP es la principal motivación para estudiar los chorros, así como los espectros de partículas de alto momento y las correlaciones de partículas en colisiones de iones pesados. La reconstrucción precisa del chorro permitirá medir las funciones de fragmentación del chorro y, en consecuencia, el grado de extinción y, por lo tanto, proporcionará información sobre las propiedades del medio QGP denso y caliente creado en las colisiones.
La primera evidencia de pérdida de energía partón se ha observado en el Colisionador Relativista de Iones Pesados (RHIC) a partir de la supresión de partículas con alto contenido de pt estudiando el factor de modificación nuclear [3] [4] y la supresión de correlaciones consecutivas. [4]
En colisiones ultrarelativistas de iones pesados en la energía del centro de momento de2,76 y 5,02 TeV en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC), se espera que las interacciones entre el partón de alto momento y el medio denso y caliente producido en las colisiones conduzcan a la extinción del chorro. De hecho, en noviembre de 2010, el CERN anunció la primera observación directa del enfriamiento de chorros, basada en experimentos con colisiones de iones pesados , en los que participaron ATLAS , CMS y ALICE . [5] [6] [7] [8]