阿特拉斯探测器(图像:欧洲核研究中心)

大型强子对撞机中质子之间的碰撞( 低血压 ),顶夸克对--已知最重的基本粒子--经常与其他重夸克一起产生,包括底部夸克和魅力夸克。这些碰撞事件可以为物理学家提供对量子色动力学(QCD)的有价值的见解,量子色动力学是描述强力的理论。精确地确定这些过程的生产率(或"横截面"),也使研究人员能够更有效地区分它们和更罕见的现象。

阿特拉斯物理学家用对电荷电子-介子对和至少三或四架B-喷气机分析事件,对这些事件类别中这一对顶过程的总横截面进行了迄今为止最精确的测量。这些测量结果超过了当前理论预测的准确性,特别是在b-喷气机数量较高的事件中。结果与多项理论预测进行了比较,以评估这一过程建模的准确性。

研究人员还研究了运动(或"运动学")属性,例如b-喷气机的运动性和喷气总能量,以测试对顶夸克对生产的模拟与数据的匹配程度。他们的研究结果指出了需要改进理论模型的领域,以便更好地捕捉额外b-喷气机生产的复杂性。

第二次地图集研究 ,最近在 第17届顶级夸克物理国际讲习班 这是一个新的发现,它首次提供了地图集的专门测量数据,测量了随着源自魅力夸克(c-jts)的喷流而产生的最高夸克对的频率。阿特拉斯物理学家用一个或两个轻子(电子和穆子)分析事件,使用专门为本研究开发的自定义味标记算法来区分C-喷气机和B-喷气机和其他喷射器。这个算法是必要的,因为C-JET比B-Jts更难识别,因为它们的寿命更短,在阿特拉斯探测器中产生的不同的签名也更少。

研究发现,大多数理论模型提供了与数据的合理一致性,尽管它们通常低估了c-Jts的生产率。这些结果首次分别确定了上四季度活动中单一和多重夸克产量的横截面,突出表明需要对这些过程进行改进的模拟,以改进今后的测量。

综合起来,这些研究加深了对QCD框架内顶夸克与底夸克和魅力夸克关系的理解。此外,它们还为包括顶级夸克在内的稀有过程的新勘探铺平了道路,例如同步生产 四个顶级夸克 这可能会推动已知物理学的界限。