Em colisões de alta energia, os quarks pesados, como os quarks charm e bottom, experimentam um efeito chamado “jet quenching”, onde perdem energia e são inibidos de formar jatos. Acredita-se que este fenômeno se deva à interação entre os quarks pesados e a matéria quente e densa criada nas colisões, conhecida como plasma de quark-glúon (QGP). Cálculos recentes forneceram insights sobre os mecanismos subjacentes a este fenômeno e os fatores que influenciam o fluxo de quarks pesados no QGP.
Um estudo, conduzido por pesquisadores de diversas instituições, empregou uma estrutura chamada correspondência AdS/CFT, que relaciona o comportamento de sistemas de interação forte em quatro dimensões com sistemas de interação fraca em dimensões superiores. Usando esta abordagem, a equipe calculou a perda de energia de um quark pesado movendo-se através de um QGP fortemente acoplado. Os resultados mostraram que a perda de energia aumenta com o momento do quark e a temperatura do QGP. Isto concorda com as observações experimentais e sugere que os quarks pesados perdem energia principalmente através de interações com o meio.
Outro cálculo focou nas propriedades de transporte do QGP, como viscosidade de cisalhamento e coeficiente de difusão, que afetam o fluxo de quarks pesados. Os pesquisadores empregaram uma técnica de cromodinâmica quântica em rede (LQCD), que permite a simulação direta do QGP em uma rede de espaço-tempo discretizada. Os resultados indicaram que a viscosidade de cisalhamento do QGP é maior que a de um fluido perfeito, enquanto o coeficiente de difusão é menor. Estas descobertas implicam que o QGP se comporta como um fluido com viscosidade finita, o que pode impedir o fluxo de quarks pesados.
Além disso, os investigadores estudaram o impacto da temperatura do QGP no fluxo de quarks pesados. Eles descobriram que a perda de energia e a deflexão dos quarks pesados diminuem à medida que a temperatura aumenta. Isto sugere que o QGP se torna um ambiente menos resistivo para quarks pesados a temperaturas mais elevadas.
Em resumo, cálculos recentes usando técnicas AdS/CFT e QCD em rede fornecem informações valiosas sobre os mecanismos responsáveis pela extinção de quarks pesados em colisões de alta energia. Estes estudos lançam luz sobre os padrões de perda de energia e as características do fluxo de quarks pesados dentro do plasma de quark-glúon, oferecendo suporte teórico para observações experimentais e contribuindo para a nossa compreensão das propriedades da matéria quente e densa criada nestas colisões.
