Показаны результаты изучения верхних кварков при не очень высоких энергиях

Новое измерение скорости производства пары топ-кварк представила коллаборация ATLAS в ЦЕРНЕ, 30 апреля сообщает интернет-портал phys.org.

С помощью собранных за неделю данных окончательное измерение имеет неопределенность всего 7,5%.

Эта неопределенность в первую очередь обусловлена очень малым размером выборки данных 5 ТэВ, при этом систематические неопределенности, связанные с калибровкой БАК, и экспериментальный отклик составляют всего несколько процентов.

Как поясняют исследователи, большой адронный коллайдер ЦЕРНА (БАК) славится столкновениями протонов с рекордными энергиями, но иногда стоит снизить энергию и посмотреть, что происходит в менее экстремальных условиях.

БАК начал работать в 2010 году с энергией столкновения 7 ТэВ и работал на 13 ТэВ с 2015 по 2018 год. Но в течение одной недели в 2017 году БАК производил столкновения умеренной интенсивности — всего на 5 ТэВ, что позволило ученым проанализировать образование различных элементарных частиц при более низкой энергии столкновения.

Одной из частиц, которую они особенно хотели изучить, был верхний кварк. Как самая тяжелая из известных элементарных частиц, скорость образования топ-кварковых пар очень сильно зависит от достигнутой энергии столкновения.

Измеряя скорость производства при различных энергиях, ученые могут узнать больше о распределении кварков и глюонов, составляющих протон.

Новое измерение показано на графике, представленном в статье. Поперечное сечение при 5 ТэВ более чем в десять раз меньше, чем при самой высокой энергии 13 ТэВ.

Все измерения находятся в согласии с теоретическими предсказаниями, которые объединяют теорию квантовой хромодинамики со знанием внутренней структуры протона.

Такие сравнения служат подтверждением понимания протон-протонных столкновений и становятся трамплином для следующего запуска БАК, начинающегося в 2022 году, где ЦЕРН надеется еще больше увеличить энергию столкновения БАК до 14 ТэВ.