阿特拉斯探測器(圖像:歐洲核研究中心)

大型強子對撞機中質子之間的碰撞( 低血壓 ),頂夸克對--已知最重的基本粒子--經常與其他重夸克一起產生,包括底部夸克和魅力夸克。這些碰撞事件可以為物理學家提供對量子色動力學(QCD)的有價值的見解,量子色動力學是描述強力的理論。精確地確定這些過程的生產率(或"橫截面"),也使研究人員能夠更有效地區分它們和更罕見的現象。

阿特拉斯物理學家用對電荷電子-介子對和至少三或四架B-噴氣機分析事件,對這些事件類別中這一對頂過程的總橫截面進行了迄今為止最精確的測量。這些測量結果超過了當前理論預測的準確性,特別是在b-噴氣機數量較高的事件中。結果與多項理論預測進行了比較,以評估這一過程建模的準確性。

研究人員還研究了運動(或"運動學")屬性,例如b-噴氣機的運動性和噴氣總能量,以測試對頂夸克對生產的模擬與數據的匹配程度。他們的研究結果指出了需要改進理論模型的領域,以便更好地捕捉額外b-噴氣機生產的復雜性。

第二次地圖集研究 ,最近在 第17屆頂級夸克物理國際講習班 這是一個新的發現,它首次提供了地圖集的專門測量數據,測量了隨著源自魅力夸克(c-jts)的噴流而產生的最高夸克對的頻率。阿特拉斯物理學家用一個或兩個輕子(電子和穆子)分析事件,使用專門為本研究開發的自定義味標記算法來區分C-噴氣機和B-噴氣機和其他噴射器。這個算法是必要的,因為C-JET比B-Jts更難識別,因為它們的壽命更短,在阿特拉斯探測器中產生的不同的簽名也更少。

研究發現,大多數理論模型提供了與數據的合理一致性,盡管它們通常低估了c-Jts的生產率。這些結果首次分別確定了上四季度活動中單一和多重夸克產量的橫截面,突出表明需要對這些過程進行改進的模擬,以改進今后的測量。

綜合起來,這些研究加深了對QCD框架內頂夸克與底夸克和魅力夸克關系的理解。此外,它們還為包括頂級夸克在內的稀有過程的新勘探鋪平了道路,例如同步生產 四個頂級夸克 這可能會推動已知物理學的界限。