Одиночные верхние кварки: как их ловят и считают экспресс
Внутри протонов, разогнанных почти до скорости света, иногда рождается частица тяжелее атома золота — верхний кварк. Она живёт ничтожные доли секунды и распадается, оставляя след в детекторе ATLAS. Физики четыре года собирали такие следы, чтобы понять, как часто появляется верхний кварк и его зеркальный двойник — антикварк.
Оказалось, что теория неплохо предсказывает эти события, но не идеально. Расхождения особенно заметны, когда кварк вылетает с большим поперечным импульсом — как если бы мяч после удара улетал чуть дальше, чем ожидали по расчётам. Это может быть просто неточностью измерений, а может — намёком на неизвестные силы.
Чтобы проверить, нет ли здесь новой физики, учёные применили особый метод — поискали отклонения в одном параметре теории. Этот параметр описывает, как четыре кварка взаимодействуют разом, минуя обычные силы. Если бы он оказался ненулевым, это стало бы открытием. Пока данные говорят: параметр очень мал, но измерения продолжаются.
В итоге картина почти ясна: Стандартная модель держится, но края её предсказаний слегка дрожат. Возможно, в этих дрожаниях прячется что-то новое — или просто нужно точнее мерить.
Верхний кварк настолько тяжёл, что для его рождения нужна энергия, в сотни раз превышающая массу протона — поэтому его получают только в самых мощных ускорителях.