Den samtidige produksjonen av fire toppkvarker ble først observert ved CERN

Fire toppkvarker ble observert ved hjelp av data fra kollisjoner under den andre kjøringen av Bolshoi

hadronkollider (LHC). Resultatene fra begge eksperimentene oppfyller den nødvendige statistiske signifikansen for å bli betraktet som en observasjon.

ATLAS er en av de fire viktigsteeksperimenter ved LHC ved European Organization for Nuclear Research CERN, Genève. Eksperimentet er utført på en detektor med samme navn, designet for å studere proton-proton-kollisjoner. CMS (Compact Muon Solenoid) er en av to store universelle partikkeldetektorer ved Large Hadron Collider (LHC) ved CERN.

Toppkvarken er den tyngste partikkelen i Standardmodellen, og derfor den partikkelen med sterkest forbindelser til Higgs-bosonet. Dette gjør den ideell for å lære ny fysikk.

Det er mange måter å fåtoppkvark. Oftest observeres de i par av kvarker og antikvarker, og noen ganger på egen hånd. I følge teorien til Standardmodellen kan fire toppkvarker, bestående av to topp-kvarker-antikvarker, dukke opp samtidig.

Imidlertid spår forskerne at hastighetendannelsen vil være 70 tusen ganger lavere enn for topp-kvark-antikvark-par. Derfor anser fysikere utseendet til fire toppkvarker som et virkelig gjennombrudd. Bevis på dette fenomenet ble tidligere registrert av ATLAS i 2020 og 2021 og CMS i 2022 . Det har imidlertid ikke vært noen observasjoner så langt.

Visning av fire topp-kvarkproduksjonsbegivenheter fra ATLAS (venstre) og CMS (høyre). Bilde: CERN

Det er kjent at fødselen av fire toppkvarkerer sjelden. Hver av dem forfaller til et W-boson og en dunkvark. W-bosonet kan deretter forfalle til enten et ladet lepton og et nøytrino, eller et kvark-antikvark-par. Dette betyr at signaturen til hendelser med fire toppkvarker kan variere sterkt. Dette gjør søk vanskelig.

ATLAS og CMS brukte nye metodermaskinlæring for å lage algoritmer som velger kandidathendelser med fire toppkvarker. Både ATLAS og CMS så etter signaturer av hendelser som inneholdt to eller flere leptoner. Den første direkte observasjonen av dannelsen av fire toppkvarker er et nytt trinn i studiet av denne partikkelen. Begge eksperimentene vil fortsette å operere under den tredje lanseringen ved LHC.

Les mer:

Fant en måte å senke blodsukkeret uten insulininjeksjoner

Forskere tror at formen på universet ikke er det alle tror

NASA-helikopter viste solnedgang på Mars. Det ser ikke ut som jord.