Топ-кварк — самая массивная из известных фундаментальных частиц, кирпичиков материи. Однако теоретические модели предсказывают существование его скрытного двойника — T-кварка, который может быть в разы тяжелее. Чтобы заставить его проявиться, физики используют необычный инструмент: столкновения протонов с мюонами — нестабильными, более тяжёлыми собратьями электрона. Мюон здесь выступает в роли высокочувствительного щупа: пронизывая протон, он порождает «чистый» сигнал, на фоне которого легче заметить мимолётный след тяжёлого двойника.

T-кварк существует ничтожную долю секунды и почти мгновенно распадается на W-бозон и b-кварк. Продукты этого распада разлетаются двумя основными путями. Первый — адронный канал: рождается каскад частиц, который можно представить как громкий «хлопок»; он хорошо заметен при средних массах T-кварка. Второй — лептонный канал: возникают лептоны и частицы-призраки нейтрино, почти не взаимодействующие с веществом; это похоже на едва уловимый «свист», который, однако, становится отчётливее для самых массивных двойников. Нейросети, обученные сканировать оба канала, выискивают характерный «всплеск» в данных — этот подход напоминает спектроскопию, где по спектру излучения определяют состав вещества.

Даже при скромном времени работы экспериментальной установки можно надёжно обнаружить T-кварк, если он вчетверо тяжелее топ-кварка; при длительном наборе данных чувствительности хватит, чтобы разглядеть двойник, превосходящий топ-кварк по массе в десять раз. Такой прорыв позволил бы заглянуть за границы Стандартной модели и, возможно, пролить свет на природу тёмной материи.