Současná produkce čtyř top kvarků byla poprvé pozorována v CERNu

Čtyři top kvarky byly pozorovány pomocí dat ze kolizí během druhého běhu Bolshoi

hadronový urychlovač (LHC). Výsledky obou experimentů splňují požadovanou statistickou významnost, aby mohly být považovány za pozorování.

ATLAS je jedním ze čtyř hlavníchexperimenty na LHC v Evropské organizaci pro jaderný výzkum CERN, Ženeva. Experiment se provádí na stejnojmenném detektoru určeném ke studiu srážek protonů s protony. CMS (Compact Muon Solenoid) je jedním ze dvou velkých univerzálních detektorů částic ve velkém hadronovém urychlovači (LHC) v CERNu.

Top kvark je nejtěžší částice ve Standardním modelu, a tedy částice s nejsilnějším spojením s Higgsovým bosonem. Díky tomu je ideální pro učení nové fyziky.

Existuje mnoho způsobů, jak získattop kvark. Nejčastěji jsou pozorovány v párech kvarků a antikvarků a někdy i samostatně. Podle teorie Standardního modelu se čtyři top kvarky, skládající se ze dvou párů top-kvark-antikvark, mohou objevit současně.

Vědci však předpovídají, že rychlostformace bude 70 tisíckrát nižší než u párů top-kvark-antikvark. Fyzici proto považují výskyt čtyř top kvarků za skutečný průlom. Důkazy o tomto jevu již dříve zaznamenal ATLAS v 2020 a 2021 a CMS v 2022 . K dnešnímu dni však nebyly zaznamenány žádné pozorování.

Zobrazení čtyř událostí produkce top kvarků z ATLAS (vlevo) a CMS (vpravo). Obrázek: CERN

Je známo, že zrození čtyř top kvarkůje vzácný. Každý z nich se rozpadá na W boson a down kvark. W boson se pak může rozpadnout buď na nabitý lepton a neutrino, nebo na pár kvark-antikvark. To znamená, že signatura událostí se čtyřmi top kvarky se může značně lišit. To ztěžuje vyhledávání.

ATLAS a CMS použily nové metodystrojové učení k vytvoření algoritmů, které vybírají kandidátské události se čtyřmi top kvarky. ATLAS i CMS hledaly signatury událostí obsahujících dva nebo více leptonů. První přímé pozorování vzniku čtyř top kvarků je novým krokem ve studiu této částice. Oba experimenty budou pokračovat v provozu během třetího startu na LHC.

Přečtěte si více:

Našli způsob, jak snížit hladinu cukru v krvi bez injekcí inzulínu

Vědci se domnívají, že tvar vesmíru není takový, jak si každý myslí

Vrtulník NASA ukázal západ slunce na Marsu. Nevypadá jako země.