ATLAS 和 CMS 首次在实验中观测到四顶夸克的产生
据欧洲核子研究中心(CERN)消息,当地时间 3 月 24 日,在 Moriond 会议上 ATLAS 和 CMS 的科学家们均展示了一种非常罕见的过程:四个顶夸克同时产生。这是利用大型强子对撞机(LHC)第二轮运行期间的碰撞数据观测到的,并且两个实验的结果都通过了所需的 5σ 统计显著性,即 ATLAS 的 6.1σ 观察值,高于 4.3σ 的期望显著性,CMS 的 5.5σ 观察值高于预期的 4.9σ ,这使它们成为对该过程的首次观测。
顶夸克是标准模型中最重要的粒子,常以夸克和反夸克对的形式出现,偶尔也会单独存在。根据标准模型理论,由两个顶夸克-反夸克对组成的四顶夸克可以同时产生,但其产生率是顶夸克-反夸克对的七万分之一。此外,四顶夸克事件的特征高度变化,包含从 0 到 4 个带电轻子和由夸克产生的多达 12 个喷流,使得寻找四个顶夸克产生的特征极具挑战。
ATLAS 和 CMS 均通过构建选择四个顶夸克候选事件的算法,利用具有多个电子、μ 子和(底夸克标记的)喷流的四顶夸克特征,将具有四个顶夸克的事件从具有更高产生率的其他标准模型过程引起的背景中分离出来。ATLAS 和 CMS 还对含有两个或多个轻子的事件特征进行了搜索。