ТАСС, 7 мая. Российские и зарубежные физики, работающие с Большим адронным коллайдером (БАК) в ЦЕРН, объединили данные с детекторов ATLAS и CMS для уточнения массы топ-кварка, самой тяжелой субатомной частицы. Это позволило ученым на 31% снизить уровень погрешности измерений, что необходимо для максимально строгой проверки стандартной модели физики частиц, пишут исследователи в статье в журнале Physical Review Letters.
"Мы объединили результаты 15 отдельных замеров массы топ-кварка, которые проводились на установках ATLAS и CMS во время первого цикла работы БАК. Объединение этих данных позволило нам снизить суммарный уровень погрешности при проведении замеров массы этой частицы на 31% и уточнить ее массу - 172,52 ГэВ", - говорится в исследовании.
Топ-кварки представляют собой самые тяжелые субатомные частицы, которые были открыты в 1995 году во время опытов на коллайдере Тэватрон. Они обладают массой в 172 ГэВ, что в сотни раз выше массы водорода и сопоставимо с массой атомов многих редкоземельных металлов. В последние годы физики активно измеряют свойства топ-кварков, так как их анализ позволяет определить массу бозона Хиггса еще одним способом, а также искать проявления "новой физики" за пределами Стандартной модели физики частиц.
Научные коллективы, работающие с детекторами ATLAS и CMS, сделали большой шаг к проведению таких поисков в ходе анализа данных, которые были собраны в 2010-2013 годах во время первого цикла работы БАК. В его рамках физики не только искали следы существования бозона Хиггса, но и также отслеживали пять различных форм распадов одиночных топ-кварков и пар этих частиц.
Объединение результатов этих замеров, проведенных сразу на двух разных установках в кольце БАК, позволило физикам значительно увеличить статистическую значимость замеров и на треть снизить общий уровень погрешности измерений. Благодаря этому, ученые уточнили массу топ-кварка, которая оказалась несколько ниже предыдущих оценок - 172,52 ГэВ вместо 172,76 ГэВ, но при этом оно не противоречит стандартной модели физики частиц.
Уточненные замеры массы топ-кварка, как надеются физики, помогут теоретикам вычислить массу бозона Хиггса, а также получить более точные оценки вероятности превращения топ-кварка в другие частицы. Это позволит ученым поверить различные альтернативные теории, которые предполагают наличие у топ-кварка и топ-антикварка физических свойств, которые выходят за пределы стандартной модели физики частиц.