داخل مصادم الهادرونات الكبير، تتسارع البروتونات حتى تقترب من سرعة الضوء وتتصادم وجهاً لوجه. عند نقطة التصادم، تتولد لحظياً كتلة من الطاقة يمكن أن تنبثق منها جسيمات جديدة. أحد أثقل هذه الجسيمات هو كوارك القمة. إنه أثقل من البروتون بمقدار 180 مرة، ويعيش لفترة أقصر من الزمن الذي يحتاجه الضوء لعبور نواة الذرة.
قام الفيزيائيون في تجربة أطلس بتحليل بيانات تعادل 140 فيمتوبارن مكعب (femtobarn⁻¹) — وكأن الاصطدامات استمرت دون توقف لعدة سنوات. لقد انتقوا الأحداث التي ينتج عن التصادم فيها إلكترون وميون ونفاثات جسيمات ناتجة عن كواركات القاع (b-quarks). هذا المزيج هو البصمة المميزة لاضمحلال زوج من كواركات القمة.
يعتمد معدل إنتاج أزواج كواركات القمة على كتلة كوارك القمة. فكلما كان الكوارك أثقل، قلّ ظهوره. بقياس هذا المعدل، تمكن العلماء من حساب كتلة كوارك القمة. النتيجة تطابقت مع القياسات السابقة، لكن بهامش خطأ أصغر.
الكتلة الدقيقة لكوارك القمة ليست مجرد رقم في المراجع. فاستقرار فراغ كوننا يعتمد عليها. لو كان كوارك القمة أخف قليلاً، لربما أعاد الفضاء الفارغ ترتيب نفسه فجأة، واختفى العالم في فقاعة من طور جديد. لحسن الحظ، تشير القياسات إلى أننا في أمان.
نفس مجموعة البيانات سمحت بقياس مدى تكرار إنتاج كوارك القمة مع بوزون W معاً. هذه العمليات نادرة لكنها مهمة: فهي حساسة لتفاصيل تفاعلات الكواركات وقد تشير إلى جسيمات جديدة لم تُكتشف بعد.
كما كتبه المؤلفون، بالإنجليزية arXiv:2602.06664
Measurements of the inclusive and differential top-quark pair ($$t\bar{t}$$) cross-sections in proton--proton collisions at $$\sqrt{s} = 13$$ TeV, using 140 fb$$^{-1}$$ of data collected by the ATLAS experiment at the Large Hadron Collider, are presented. Events with an opposite-charge $$e\mu$$ pair and $$b$$-tagged jets are selected, and the inclusive cross-section measurement is used to determine the top-quark pole mass via the dependence of the predicted cross-section on $$m_t^\mathrm{pole}$$. Complementary measurements of $$e\mu b\bar{b}$$ production, treating both $$t\bar{t}$$ and $$tW$$ events as signal, are also provided.
كوارك القمة هو الكوارك الوحيد الذي يضمحل قبل أن يتمكن من الارتباط بكوارك آخر. لذلك لا يمكن ملاحظته إلا من خلال آثار اضمحلاله.
في مسلسل «نظرية الانفجار العظيم»، يناقش الأبطال كواركات القمة عندما يتجادلون حول فيزياء الجسيمات الأولية.