В детекторе ATLAS на Большом адронном коллайдере частицы оставляют следы, как лыжники на снегу. Некоторые следы обрываются через пару сантиметров — так выглядела бы частица, которая родилась, пролетела немного и распалась на что-то невидимое. Физики искали именно такие «исчезающие следы» в данных 13-тераэлектронвольтных столкновений протонов.
Поиск вёлся по особым приметам: след из трёх или четырёх точек в первых слоях детектора, рядом — мощная струя частиц и большой недостаток импульса (его уносит что-то невидимое). Чтобы отличить настоящий сигнал от случайных совпадений, использовали машинное обучение и специальные методы оценки фона.
Такой результат похож на прочёсывание леса: следов искомого зверя нет, но карта местности стала точнее. Следующие поиски будут знать, где искать не нужно, и смогут сосредоточиться на более тяжёлых или более долгоживущих частицах.
За одну наносекунду свет проходит всего 30 сантиметров — примерно длину школьной линейки. Частицы, которые искали физики, живут меньше времени, чем нужно свету, чтобы пересечь детектор.
Идея частиц, которые оставляют короткий след и исчезают, напоминает сюжеты о призраках, которые видны лишь мгновение, а потом растворяются в воздухе.