Истинные кварки помогут изучить неизведанные силы природы — Naked ScienceNaked Science
09.11.2018, 15:44
6 минут
Naked Science
58

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

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.

18 октября
4 минуты
Илья Ведмеденко

Организация по изучению НЛО To The Stars Academy of Arts and Science объединяет свои усилия с Сухопутными силами США для изучения таинственных технологий.

19 октября
6 минут
Полина Гершберг

Дельта-волны, которые ранее считались проявлением «молчания мозга», играют важную роль в создании долговременных воспоминаний.

18 октября
2 минуты
Илья Ведмеденко

Конгрессмены считают, что программа «Артемида», направленная на возвращение американцев на спутник Земли, может столкнуться с непредвиденными трудностями.

17 октября
4 минуты
Илья Ведмеденко

Согласно представленным данным, вместо космического аппарата «Космос-2535» на орбите сейчас находятся пять объектов.

16 октября
3 минуты
Никита Шевцов

Биологи обнаружили вирус, который не может самостоятельно заражать клетки. Предполагается, что он пользуется помощью других вирусов.

16 октября
2 минуты
Илья Ведмеденко

Ученые сравнили состояние мозга женщин, имеющих детей, и тех, у кого их никогда не было. Выводы оказались более чем интересны.

17 октября
4 минуты
Илья Ведмеденко

Согласно представленным данным, вместо космического аппарата «Космос-2535» на орбите сейчас находятся пять объектов.

16 октября
3 минуты
Никита Шевцов

Биологи обнаружили вирус, который не может самостоятельно заражать клетки. Предполагается, что он пользуется помощью других вирусов.

16 октября
2 минуты
Илья Ведмеденко

Ученые сравнили состояние мозга женщин, имеющих детей, и тех, у кого их никогда не было. Выводы оказались более чем интересны.

[miniorange_social_login]

Комментарии

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