Истинные кварки помогут изучить неизведанные силы природы — Naked Science
6 минут
Редакция

Истинные кварки помогут изучить неизведанные силы природы

Ученые, работающие над экспериментом ATLAS в ЦЕРН, возможно, обнаружили один из самых редких феноменов, предсказанный Стандартной моделью физики элементарных частиц.

top_quark_event-s1
©Wikipedia

Уже несколько десятилетий физики пытаются изучить природу самых малых расстояний, сталкивая частицы на максимально высоких энергиях. Хотя Стандартная модель физики элементарных частиц успешно объясняла большинство результатов экспериментов, многие феномены оставались неразгаданными. То есть в природе, скорее всего, еще существуют новые частицы, силы или более общие концепции, которые можно открыть на более высоких энергиях.

 

«Производство четырех истинных кварков» — многообещающее поле для исследований. Это неуловимый процесс Стандартной модели, который пока еще не удалось наблюдать экспериментально. В этом случае две пары истинных кварков — самых тяжелых из известных элементарных частиц — производятся одновременно в результате столкновения, тем самым концентрируя большой объем энергии в одной точке. Это происходит настолько редко, что в наборе данных о 30 миллионах пар истинных кварков, проанализированном при эксперименте ATLAS в ЦЕРН, всего 350 столкновений потенциально могли произвести четыре истинных кварка.

 

Коллаборация ATLAS опубликовала последние результаты о получении четырех истинных кварков в протон-протонных столкновениях в базе препринтов arXiv.org. Ученые изучили данные, полученные на Большом адронном коллайдере (БАК) в 2015-2016 годах. При распаде истинный кварк воспроизводит «конечные состояния» тремя (более легкими) кварками или одним кварком, нейтрино и заряженным лептоном. Таким образом, события, в которых одновременно производится несколько истинных кварков, могут иметь очень разные топологии конечных состояний в зависимости от комбинации распадов. Физики ATLAS проанализировали каждую из этих топологии, прежде чем объединить их для финальных результатов.

 

Степень производства четырех истинных кварков в предсказаниях Стандартной модели, измеренная экспериментом ATLAS для разных проанализированных конечных состояний и их комбинаций / ©  ATLAS Collaboration/CERN

 

Все конечные состояния характеризуются присутствием большого числа высокоэнергетических частиц. И хотя тем самым упрощается выделение сигнальных сигнатур четырех истинных кварков из фоновых процессов, это также усложняет предсказание того, сколько фоновых событий могут быть ошибочно интерпретированы как события производства четырех истинных кварков.

 

Чтобы разобраться, ученые из ATLAS прибегли к сложной технике анализа для оценки объема фона в этих «оживленных» средах. В сочетании с исключительной работой датчиков они достигли беспрецедентно чувствительного результата, исключив сигнал с производительностью выше в 2,1 раза, чем предсказано Стандартной моделью.

 

Анализ данных показал незначительный сигнал производства четырех истинных кварков. Чтобы узнать, была ли это статистическая флуктуация или действительно удалось зарегистрировать производство двух пар истинных кварков, нужно дождаться обновления результатов после анализа более широкого набора данных в ходе новых экспериментов.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
12 часов назад
5 минут
Мария Кривоченко

Исследователи выяснили, что любовь малышей к телевизору зависит от их темперамента. Реакции, которые протекают в мозге детей младше года, позволяют предсказать, насколько им понравится просмотр программ и как быстро они усваивают информацию из них.

Вчера, 15:32
5 минут
Мария Кривоченко

Исследование ученых из США показало, что повышение температуры и накопление парниковых газов повлияли на деревья: они стали быстрее расти и поглощать больше углекислого газа. Специалисты считают, что количество лесов в ближайшие десятилетия будет увеличиваться, но экстремальная экологическая обстановка может нарушить этот процесс.

Вчера, 13:30
5 минут
Денис Гордеев

Объект K2-25b практически полностью состоит из ядра, а его газовая оболочка очень тонкая. Как так получилось — загадка для ученых.

3 августа
5 минут
Сергей Васильев

Микроскоп с высокоскоростной камерой и компьютерное моделирование показали, что сперматозоиды плавают не за счет боковых движений хвоста, а быстро вращаясь всем телом.

2 августа
2 минуты
Илья Ведмеденко

Сегодня, в 20:00 (мск), должен состояться 150-метровый «прыжок» демонстратора технологий космического корабля Starship. Трансляцию вы сможете посмотреть на нашем сайте.

2 августа
34 минуты
Александр Березин

На планете разворачивается новая лунная гонка. Российская космическая отрасль пытается обозначить участие в ней, патентуя многопусковой полет к спутнику Земли. Очевидно, что это лишь суррогат сверхтяжелых ракет, которых мы пока не строим. США, напротив, активно разрабатывают сразу два сверхтяжа – но и там не все гладко. Их лунная программа может испытать сильнейший удар в ближайший год. Скептики считают, что усилия всех участников гонки бесполезны. Мол, пилотируемые полеты к другим небесным телам не нужны, ибо дороги. Автоматы смогут все сделать намного дешевле. На деле лунная программа, как мы покажем ниже, не дороже полетов к МКС. Да и автоматы не дадут нам ничего подобного результатам пилотируемой лунной экспедиции. Попробуем разобраться почему.

6 июля
5 минут
Мария Азарова

Ученые, работающие с крупнейшим в мире радиотелескопом, сообщили об обнаружении эмиссии нейтрального водорода, исходящей от объектов за пределами нашей Галактики.

22 июля
66 минут
Александр Березин

С 2064 года численность людей начнет сокращаться — и этот процесс может быть необратим. Один из авторов соответствующей научной работы прямо указывает: если ничего не изменится, через несколько веков человечество вымрет. Однако есть вещи и похуже вымирания. Куда вероятнее иной сценарий: мир будет заселен теми, кто сможет размножаться в новых культурных условиях. К сожалению, значительная часть современных европейцев, американцев и, возможно, других народов будут вытеснены с первых страниц истории. Вдобавок те, кто победят в этой непростой борьбе, нам, сегодняшнему населению Земли, могут сильно не понравиться. Попробуем разобраться почему.

10 июля
7 минут
Мария Кривоченко

Биологи выяснили, какое воздействие оказывают радиоволны на эмбрионы рыб. Оказалось, они существенно не влияют на уровень смертности, морфологию и реакцию на свет, но немного подавляют сенсомоторные функции. Как это скажется на взрослых особях, еще предстоит выяснить.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Предстоящие мероприятия
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: