볼쇼이의 두 번째 실행 중 충돌 데이터를 사용하여 4개의 톱 쿼크가 관찰되었습니다.
ATLAS는 네 가지 주요 프로그램 중 하나입니다.제네바에 있는 유럽 핵 연구 기구(CERN)의 LHC에서 실험을 하고 있습니다. 실험은 양성자-양성자 충돌을 연구하도록 설계된 동일한 이름의 검출기에서 수행됩니다. CMS(Compact Muon Solenoid)는 CERN의 LHC(Large Hadron Collider)에 있는 두 개의 대형 범용 입자 탐지기 중 하나입니다.
톱 쿼크는 표준 모델에서 가장 무거운 입자이므로 힉스 보손과 가장 강하게 연결된 입자입니다. 이는 새로운 물리학을 배우는 데 이상적입니다.
얻을 수 있는 방법은 다양합니다톱 쿼크. 대부분의 경우 쿼크와 반쿼크의 쌍으로 관찰되며 때로는 단독으로 관찰됩니다. 표준 모형 이론에 따르면 두 개의 톱쿼크-반쿼크 쌍으로 구성된 네 개의 톱쿼크가 동시에 나타날 수 있습니다.
그러나 과학자들은 속도가형성은 톱-쿼크-반쿼크 쌍보다 7만 배 더 낮을 것이다. 따라서 물리학자들은 4개의 톱 쿼크의 출현을 진정한 돌파구로 여깁니다. 이 현상에 대한 증거는 이전에 2020년과 2021년에는 ATLAS에, 2022년에는 CMS에 의해 기록되었습니다. 그러나 현재까지 관찰된 바는 없다.
ATLAS(왼쪽) 및 CMS(오른쪽)에서 4가지 상위 쿼크 생성 이벤트 표시. 이미지: CERN
4개의 톱쿼크가 탄생하는 것으로 알려져 있다.드물다. 그들 각각은 W 보손과 다운 쿼크로 붕괴됩니다. 그러면 W 보존은 하전된 렙톤과 중성미자 또는 쿼크-반쿼크 쌍으로 붕괴될 수 있습니다. 이는 4개의 상부 쿼크가 있는 사건의 특징이 크게 다를 수 있음을 의미합니다. 이로 인해 검색이 어려워집니다.
ATLAS와 CMS는 새로운 방법을 사용했습니다.기계 학습을 통해 4개의 상위 쿼크로 후보 이벤트를 선택하는 알고리즘을 생성합니다. ATLAS와 CMS는 둘 이상의 렙톤을 포함하는 이벤트의 시그니처를 찾았습니다. 4개의 상부 쿼크 형성에 대한 최초의 직접적인 관찰은 이 입자 연구의 새로운 단계입니다. 두 실험 모두 LHC의 세 번째 발사 동안 계속 작동됩니다.
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