Lors de collisions à haute énergie, les quarks lourds tels que les quarks charm et bottom subissent un effet appelé « extinction de jet », dans lequel ils perdent de l'énergie et ne peuvent pas former de jets. On pense que ce phénomène est dû à l’interaction entre les quarks lourds et la matière chaude et dense créée lors des collisions, connue sous le nom de plasma quark-gluon (QGP). Des calculs récents ont permis de mieux comprendre les mécanismes sous-jacents à ce phénomène et les facteurs influençant le flux de quarks lourds dans le QGP.

Une étude, menée par des chercheurs de diverses institutions, a utilisé un cadre appelé correspondance AdS/CFT, qui relie le comportement de systèmes à forte interaction dans quatre dimensions à des systèmes à faible interaction dans des dimensions supérieures. En utilisant cette approche, l’équipe a calculé la perte d’énergie d’un quark lourd se déplaçant à travers un QGP fortement couplé. Les résultats ont montré que la perte d’énergie augmente avec l’impulsion du quark et la température du QGP. Ceci est en accord avec les observations expérimentales et suggère que les quarks lourds perdent de l'énergie principalement à cause des interactions avec le milieu.

Un autre calcul s'est concentré sur les propriétés de transport du QGP, telles que la viscosité de cisaillement et le coefficient de diffusion, qui affectent le flux des quarks lourds. Les chercheurs ont utilisé une technique de chromodynamique quantique sur réseau (LQCD), qui permet la simulation directe du QGP sur un réseau espace-temps discrétisé. Les résultats ont indiqué que la viscosité de cisaillement du QGP est supérieure à celle d'un fluide parfait, tandis que le coefficient de diffusion est plus petit. Ces découvertes impliquent que le QGP se comporte comme un fluide de viscosité finie, ce qui peut entraver le flux de quarks lourds.

Les chercheurs ont également étudié l’impact de la température du QGP sur le flux de quarks lourds. Ils ont découvert que la perte d’énergie et la déviation des quarks lourds diminuent à mesure que la température augmente. Ceci suggère que le QGP devient un environnement moins résistif pour les quarks lourds à des températures plus élevées.

En résumé, des calculs récents utilisant les techniques AdS/CFT et QCD sur réseau fournissent des informations précieuses sur les mécanismes responsables de l'extinction des quarks lourds dans les collisions à haute énergie. Ces études mettent en lumière les schémas de perte d'énergie et les caractéristiques de flux des quarks lourds dans le plasma quark-gluon, offrant un support théorique aux observations expérimentales et contribuant à notre compréhension des propriétés de la matière chaude et dense créée lors de ces collisions.