Загадка Вселенной разгадана? Новое открытие в мире кварков

Научные исследователи впервые наблюдали одновременное появление фотона и топ-кварка, что стало значимым достижением для коллаборации ATLAS, работающей с огромным детектором на Большом адронном коллайдере (БАК) в CERN. Это открытие может способствовать более глубокому пониманию электрослабого взаимодействия и его загадочных связей с Хиггсовским полем​​.

Согласно Стандартной модели физики элементарных частиц, Хиггсово поле придает массу некоторым фундаментальным частицам через механизм нарушения электрослабой симметрии. Эта концепция была впервые предложена в 1964 году и подтверждена в 2012 году, когда физики из ATLAS и CMS впервые наблюдали бозон Хиггса​​.

Основной задачей исследования было изучение продуктов распада отдельных топ-кварков, чтобы выявить отклонения от предсказаний Стандартной модели и получить новые сведения о механизме нарушения электрослабой симметрии. Однако это оказалось непростой задачей, так как производство одиночных топ-кварков происходит через слабое взаимодействие, что делает их наблюдение затруднительным​​.

Для преодоления этой сложности команда исследователей искала доказательства существования альтернативной пары частиц в данных ATLAS. Они пытались наблюдать одиночный топ-кварк вместе с фотоном, взаимодействующим с топ-кварком​​.

Результаты оказались очень многообещающими. Процесс наблюдался с высокой степенью уверенности, значительно превышая уровень доверия 5σ, который является стандартом в данной области. Статистическая значимость наблюдаемых событий составила 9.8σ, что делает крайне маловероятным случайное возникновение таких событий​​.

Количество зафиксированных сигналов примерно соответствовало теоретическим предсказаниям, превышая их на 30-40%. Теперь команда ATLAS надеется более подробно исследовать свойства событий с топ-кварком и фотоном, что может стать ключевым шагом к пониманию природы бозона Хиггса, придающего массу другим частицам​​.