Le modèle dipolaire généralisé offre un nouvel aperçu de l'entropie des collisions de protons

Des physiciens de l'Institut de physique nucléaire de l'Académie polonaise des sciences (IFJ PAN) ont introduit un modèle dipolaire généralisé qui étend les approches précédentes pour décrire les données de collision de protons de manière plus complète. Ce développement aborde le comportement à des énergies de collision plus faibles et a été récemment publié dans Physical Review D.

Le nouveau modèle intègre des effets sous-dominants qui deviennent pertinents à des énergies plus faibles, s'appuyant sur les modèles dipolaires existants. Les chercheurs ont testé le modèle en utilisant des résultats expérimentaux des expériences ALICE, ATLAS, CMS et LHCb au Grand collisionneur de hadrons (LHC), couvrant une large gamme d'énergies de 0,2 TeV à 13 TeV.

Selon les résultats publiés, le modèle dipolaire généralisé a fourni une description plus précise des données expérimentales sur une plus large gamme d'énergies de collision que les modèles précédents. La recherche a été menée par le Prof. Krzysztof Kutak et le Dr. Sándor Lökös, qui ont publié leurs résultats dans Physical Review D.

Un des résultats clés de l'étude est que l'entropie mesurée pendant la phase initiale de quarks-gluons (partons) des collisions de protons correspond étroitement à l'entropie observée dans les hadrons produits plus tard. Cette observation est conforme à la prédiction de la formule de Kharzeev-Levin, qui stipule que l'entropie reste constante entre ces deux phases.

Ce que montrent les chiffres

• Le modèle a été testé avec des énergies de collision allant de 0,2 TeV à 13 TeV
• Des données des expériences ALICE, ATLAS, CMS et LHCb au LHC ont été utilisées
• La recherche a été publiée dans Physical Review D en 2025

La constance de l'entropie entre les phases de partons et d'hadrons est cohérente avec le principe d'unitarité en mécanique quantique. Ce principe exige que la probabilité soit conservée et que les processus quantiques soient réversibles, soutenant les résultats observés dans l'étude.

La capacité du modèle dipolaire généralisé à correspondre plus étroitement aux données expérimentales que les modèles antérieurs démontre son efficacité sur un large spectre d'énergies de collision. Cette approche permet une analyse améliorée des collisions de protons, en particulier à des énergies plus faibles où les effets sous-dominants sont importants.

D'autres tests du modèle dipolaire généralisé sont prévus. Les chercheurs ont l'intention d'utiliser des données du détecteur ALICE amélioré après la prochaine mise à niveau du LHC, ainsi que celles du futur collisionneur électron-ion (EIC) au laboratoire national de Brookhaven.

L'équipe de recherche de l'IFJ PAN a déclaré que ces tests supplémentaires aideront à confirmer l'applicabilité et l'exactitude du modèle en utilisant de nouvelles données expérimentales. Le travail en cours vise à affiner la compréhension de l'entropie et de la production de particules en physique des hautes énergies.

Ces résultats contribuent à l'étude continue de la mécanique quantique et de la physique des particules en fournissant un modèle qui s'aligne à la fois sur les prédictions théoriques et les résultats expérimentaux. Le travail démontre la valeur de l'intégration de nouvelles approches théoriques avec des données expérimentales à grande échelle.

* Cet article est basé sur des informations publiquement disponibles au moment de la rédaction.