W CERN-ie po raz pierwszy zaobserwowano jednoczesną produkcję czterech kwarków górnych

Wykorzystując dane ze zderzeń podczas drugiego przebiegu Bolszoj, zaobserwowano cztery górne kwarki

Zderzacz Hadronów (LHC). Wyniki obu eksperymentów spełniają wymaganą istotność statystyczną, aby można je było uznać za obserwację.

ATLAS jest jednym z czterech głównycheksperymenty w LHC w Europejskiej Organizacji Badań Jądrowych CERN w Genewie. Eksperyment prowadzony jest na detektorze o tej samej nazwie, przeznaczonym do badania zderzeń proton-proton. CMS (Compact Muon Solenoid) to jeden z dwóch dużych uniwersalnych detektorów cząstek w Wielkim Zderzaczu Hadronów (LHC) w CERN.

Kwark górny jest najcięższą cząstką w Modelu Standardowym, a zatem cząstką o najsilniejszych połączeniach z bozonem Higgsa. Dzięki temu idealnie nadaje się do nauki nowej fizyki.

Jest wiele sposobów na zdobyciekwark górny. Najczęściej obserwuje się je w parach kwarków i antykwarków, a czasami samodzielnie. Zgodnie z teorią Modelu Standardowego, jednocześnie mogą pojawić się cztery kwarki najwyższe, składające się z dwóch par kwark górny-antykwark.

Jednak naukowcy przewidują, że prędkośćbędzie 70 tysięcy razy mniejsza niż w przypadku par kwark górny-antykwark. Dlatego fizycy uważają pojawienie się czterech górnych kwarków za prawdziwy przełom. Dowody na to zjawisko zostały wcześniej zarejestrowane przez ATLAS w 2020 i 2021 oraz CMS w 2022 . Jednak do chwili obecnej nie było żadnych obserwacji.

Wyświetlanie czterech najważniejszych wydarzeń związanych z produkcją kwarków z ATLAS (po lewej) i CMS (po prawej). Zdjęcie: CERN

Wiadomo, że narodziny czterech kwarków górnychjest rzadkie. Każdy z nich rozpada się na bozon W i kwark dolny. Bozon W może następnie rozpaść się na naładowany lepton i neutrino lub na parę kwark-antykwark. Oznacza to, że sygnatura zdarzeń z czterema górnymi kwarkami może się znacznie różnić. Utrudnia to wyszukiwanie.

ATLAS i CMS zastosowały nowe metodyuczenie maszynowe do tworzenia algorytmów, które wybierają zdarzenia kandydujące z czterema górnymi kwarkami. Zarówno ATLAS, jak i CMS poszukiwały sygnatur zdarzeń zawierających dwa lub więcej leptonów. Pierwsza bezpośrednia obserwacja powstawania czterech kwarków górnych to nowy krok w badaniach tej cząstki. Obydwa eksperymenty będą kontynuowane podczas trzeciego startu w LHC.

Czytaj więcej:

Znalazł sposób na obniżenie poziomu cukru we krwi bez zastrzyków z insuliny

Naukowcy uważają, że kształt wszechświata nie jest taki, jak wszyscy myślą

Helikopter NASA pokazał zachód słońca na Marsie. To nie wygląda jak ziemia.