Na física de partículas, um jato é uma chuva de partículas colimadas geradas por um quark ou glúon altamente energético. Em uma colisão chumbo-chumbo, os jatos devem atravessar o plasma quark gluon, alterando sua energia, controle e consistência.

Em sua dissertação, Tomas Snellman estudou se existem diferenças nas características dos jatos entre as colisões próton-próton e próton-chumbo. O objetivo era determinar se o plasma quark gluon pode ser gerado em uma colisão próton-chumbo, pois então os jatos começariam a se parecer com as observações feitas em colisões chumbo-chumbo.

Matéria nuclear quente geralmente significa plasma de quark gluon (QGP). É uma questão tão quente que quarks e glúons não estão mais confinados aos núcleons, ou seja, prótons e nêutrons, mas mova-se livremente dentro do plasma. Para transformar matéria comum em plasma de quark gluon, são necessárias temperaturas de cerca de 2.000 bilhões de Kelvin. Essas altas temperaturas podem ser alcançadas em colisões de alta energia entre núcleos atômicos em laboratórios, por exemplo, no Large Hadron Collider (LHC).

Tomas Snellman estuda jatos de partículas em colisões entre prótons e núcleos de chumbo, que foram medidos no CERN no experimento ALICE do LHC.

Um objetivo importante nas medições realizadas no ALICE foi descobrir se as características de uma colisão próton-chumbo podem ser explicadas usando apenas as propriedades da matéria nuclear fria. A matéria nuclear fria é simplesmente usada para se referir ao estado normal dos núcleos atômicos, que é frio para os padrões da física de partículas.

"No campo, foi estabelecido que o plasma quark gluon é criado em colisões chumbo-chumbo no LHC. A questão interessante é se isso pode acontecer também em colisões próton-chumbo, "Snellman diz.

Pelas escalas da pesquisa em física de partículas, os núcleos atômicos são "grandes". Assim, a bola de matéria colidindo em uma colisão entre dois núcleos pesados ​​é grande o suficiente para se transformar em plasma de quark gluon. Por outro lado, um único próton é tão pequeno, que foi considerado improvável que o QGP fosse criado.

"Contudo, algumas colisões próton-chumbo mostraram indicações da criação de QGP. Ainda não se sabe o que realmente acontece nas colisões próton-chumbo. "

"Na minha pesquisa, Eu estudei se os jatos da colisão média próton-chumbo ou de uma colisão excepcionalmente ativa diferem dos jatos observados nas colisões próton-próton. Mudanças nas colisões ativas podem fornecer uma prova clara da criação do QGP. Contudo, dentro das capacidades experimentais atuais, nenhuma prova foi encontrada, "Snellman explica.

"Assim, a questão do QGP na colisão próton-chumbo permanece em aberto. Certas medidas suportam a criação de QGP, mas especialmente medições baseadas em jatos de partículas, como esta tese, não veja sinais. Como a gota potencial QGP seria pequena em colisões próton-chumbo, os sinais seriam fracos. Isso explica parte da discrepância, Mas não toda ela. Uma solução exigiria uma melhor compreensão teórica dos fenômenos subjacentes, mas também no lado experimental, precisamos de melhor controle dos vieses que afetam nossas medições para que mesmo um sinal fraco possa ser detectado, "conclui Snellman.