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.
Вчера, 09:45
4 минуты
Сергей Васильев

Глубоко в носоглотке ученые обнаружили новую — четвертую — пару крупных слюнных желез, о существовании которой ранее никто не подозревал.

5 часов назад
8 минут
Мария Азарова

Как показали авторы нового исследования, белок GATA6 участвует в регуляции волосяных фолликулов и может стать мишенью при лечении акне.

Вчера, 14:56
5 минут
Ольга Иванова

Международная группа ученых реконструировала события крупнейшего вымирания в истории Земли — пермско-триасового — и назвала ключевой, по ее мнению, фактор, который привел к катастрофе.

Позавчера, 12:21
4 минуты
Ольга Иванова

Международная группа ученых сделала рентгеновские снимки грудного отдела тела муравьев, проанализировав их мышцы и внутренний скелет. В результате исследователи выяснили, что сила этих насекомых связана с потерей способности летать.

16 октября
6 минут
Василий Парфенов

Несмотря на устоявшееся мнение, согласно которому газотурбинные двигатели (ГТД) почти достигли технологического совершенства и прироста характеристик более чем на единицы процентов в новых моделях ждать не стоит, инженеры продолжают искать способы радикально их улучшить. Компания GE Aviation уже до конца 2020 года собирается представить предсерийные экземпляры своих революционных силовых установок, которые должны быть на 20% долговечнее, на 35% экономичнее и будут иметь улучшенную на 80% энерговооруженность, чем предыдущие аналогичные модели.

Вчера, 09:45
4 минуты
Сергей Васильев

Глубоко в носоглотке ученые обнаружили новую — четвертую — пару крупных слюнных желез, о существовании которой ранее никто не подозревал.

28 сентября
29 минут
Александр Березин

Сентябрь 2020 года принес в Закавказье войну — столкновение Азербайджана и Нагорного Карабаха получило большой размах, общее число жертв, судя по всему, уже перевалило за сотню, а Ереван и Баку объявили мобилизацию (в Азербайджане — частичную). Объективного смысла в войне для самих участников нет. Баку не победит, но и Армения от конфликта ничего не выиграет. Пользу конфликт, однако, объективно принесет Турции, а также тем, кто поставляет в Азербайджан оружие. Возникает вопрос: почему война оказалась возможна, несмотря на дружественную позицию России к Армении, и зачем на нее пошли в Баку? И есть ли у Еревана разумный выход из назревающей бойни?

16 октября
6 минут
Денис Гордеев

Люди со второй и четвертой группами крови с большей вероятностью переболеют Covid-19 в тяжелой форме.

1 октября
39 минут
Александр Березин

После советской эпохи атомные реакторы перестали запускать в космос, но сегодня все постепенно меняется. К атомной энергетике для марсианских колоний примеривается Илон Маск, проекты лунных АЭС прорабатываются в России — и все несмотря на то, что в космосе условия для солнечной энергетики лучше, чем на нашей планете. Что заставляет космическую отрасль все чаще думать об атомных реакторах? Как ни странно, дело в том, что и ядерная энергетика в космосе становится еще важнее, чем на Земле. Попробуем разобраться почему.

[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: