Quatro quarks superiores foram observados usando dados de colisões durante a segunda execução do Bolshoi
ATLAS é um dos quatro principaisexperimentos no LHC da Organização Europeia para Pesquisa Nuclear CERN, Genebra. O experimento é realizado em um detector de mesmo nome, projetado para estudar colisões próton-próton. CMS (Compact Muon Solenoid) é um dos dois grandes detectores universais de partículas do Large Hadron Collider (LHC) do CERN.
O quark top é a partícula mais pesada no Modelo Padrão e, portanto, a partícula com as conexões mais fortes com o bóson de Higgs. Isso o torna ideal para aprender nova física.
Existem muitas maneiras de obterquark superior. Na maioria das vezes eles são observados em pares de quarks e antiquarks, e às vezes sozinhos. De acordo com a teoria do Modelo Padrão, quatro quarks top, consistindo de dois pares top-quark-antiquark, podem aparecer simultaneamente.
No entanto, os cientistas prevêem que a velocidadea formação será 70 mil vezes menor que a dos pares top-quark-antiquark. Portanto, os físicos consideram o aparecimento de quatro quarks superiores um verdadeiro avanço. Evidências desse fenômeno foram registradas anteriormente pelo ATLAS em 2020 e 2021 e pelo CMS em 2022. No entanto, não houve observações até o momento.
Exibição dos quatro principais eventos de produção de quarks do ATLAS (esquerda) e CMS (direita). Imagem: CERN
Sabe-se que o nascimento de quatro quarks topé raro. Cada um deles decai em um bóson W e um quark down. O bóson W pode então decair em um leptão carregado e um neutrino, ou em um par quark-antiquark. Isto significa que a assinatura de eventos com quatro quarks superiores pode variar muito. Isso dificulta a pesquisa.
ATLAS e CMS usaram novos métodosaprendizado de máquina para criar algoritmos que selecionam eventos candidatos com quatro quarks principais. Tanto o ATLAS quanto o CMS procuraram assinaturas de eventos contendo dois ou mais léptons. A primeira observação direta da formação de quatro quarks top é um novo passo no estudo desta partícula. Ambos os experimentos continuarão operando durante o terceiro lançamento no LHC.
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