Одновременное образование четырех топ-кварков впервые наблюдали в ЦЕРН

На этой неделе коллаборация экспериментов на Большом адронном коллайдере ATLAS и CMS представила наблюдения очень редкого процесса: одновременное образование четырех топ-кварков.

Четыре топ-кварка наблюдались с использованием данных о столкновениях во время второго прогона Большого адронного коллайдера (БАК). Результаты обоих экспериментов соответствуют требуемой статистической значимости, чтобы считаться наблюдением.

ATLAS — один из четырех основных экспериментов на БАК в европейской организации ядерных исследований ЦЕРН, Женева. Эксперимент проводится на одноименном детекторе, предназначенном для исследования протон-протонных столкновений. CMS (Compact Muon Solenoid) — компактный мюонный соленоид — один из двух больших универсальных детекторов элементарных частиц на Большом адронном коллайдере (БАК) в ЦЕРН.

Топ-кварк — самая тяжелая частица в Стандартной модели, а, значит, частица с самыми сильными связями с бозоном Хиггса. Это делает его идеальным для изучения новой физики.

Существует множество способов получения топ-кварка. Чаще всего они наблюдаются в парах кварков и антикварков, а иногда и сами по себе. Согласно теории Стандартной модели, четыре топ-кварка, состоящие из двух пар топ-кварк-антикварк, могут появляться одновременно.

Однако ученые прогнозируют, что скорость образования будет в 70 тысяч раз ниже, чем у пар топ-кварк-антикварк. Поэтому физики считают появление четырех топ-кварков настоящим прорывом. Доказательства этого явления ранее фиксировали ATLAS в 2020 и 2021 годах и CMS в 2022 году. Однако до сегодняшнего дня наблюдений не было.

Отображение событий рождения четырех топ-кварков от ATLAS (слева) и CMS (справа). Изображение: ЦЕРН

Известно, что рождение четырех высших кварков встречается редко. Каждый из них распадается на W-бозон и нижний кварк. Затем W-бозон может распасться либо на заряженный лептон и нейтрино, либо на пару кварк-антикварк. А, значит, что сигнатура событий с четырьмя топ-кварками может сильно варьироваться. Это затрудняет поиск.

ATLAS и CMS использовали новые методы машинного обучения для создания алгоритмов, которые выбирают события-кандидаты с четырьмя высшими кварками. И ATLAS, и CMS искали сигнатуры событий, содержащие два или более лептона. Первое прямое наблюдение образования четырех топ-кварков — новый шаг в изучении этой частицы. Оба эксперимента продолжат работу во время третьего запуска на БАК.

Читать далее:

Найден способ снизить сахар в крови без уколов инсулина

Ученые считают, что форма Вселенной не такая, как все думают

Вертолет НАСА показал закат на Марсе. Он не похож на земной

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Ученые заглянули внутрь нейтронных звезд, используя квантовую физику
Космос
Квантовые симуляторы: объяснение от ученого
Мнения
Источник в СМИ назвал возможную причину сбоя рунета
Новости
Мошенники начали выдавать себя за начальников в рабочих чатах: как это работает
Новости
Холодные атомы этого металла могут создавать новые состояния материи
Наука
Древние артефакты в Украине раскрыли тайны навигации викингов
Наука
Послушайте, как звучат вспышки на Солнце: данные собрал Solar Orbiter  
Космос
Тяжелый беспилотник на водородных топливных ячейках впервые испытали в Китае
Новости
Ученые создали катализатор, который нарушает законы физики
Наука
Физики обнаружили необычные магнитные свойства в трехслойном графене
Наука
Биоинженеры создали ДНК-робота, который может менять форму искусственной клетки
Наука
«Горы» на нейтронных звездах могут вызывать рябь в пространстве-времени
Космос
На телах древних мумий из Перу нашли сложные узоры татуировок
Наука
У черной дыры прячется белый карлик, движущийся с половиной скорости света
Космос
Стартап из России разрабатывает нанопротез для восстановления поврежденных нервов
Наука
Генетики разгадали секреты выживания устойчивой к антибиотикам бактерии
Наука
Астрофизики разгадали тайну космических ускорителей частиц
Космос
Илон Маск: Neuralink поставил мозговой имплант третьему пациенту
Новости
В Китае дроны вызвали снегопад в горах, чтобы решить проблему с недостатком воды
Новости
«Сестра Клеопатры» оказалась римским больным подростком
Наука