Новые результаты с экспериментов CMS и ATLAS Большого Адронного Коллайдера

        15 декабря, на традиционном предновогоднем семинаре в Европейском центре по ядерным исследованиям (CERN), были представлены первые результаты коллабораций CMS и ATLAS – крупнейших экспериментов Большого Адронного Коллайдера (БАК). Исследования были основаны на абсолютно новых данных, полученных в 2015 году. Столкновения проводились при энергии в 13 ТэВ – ранее недостижимой для БАК. Более высокая энергия позволила провести новые исследования, в том числе и связанные с физикой за рамками Стандартной модели.

        На настоящий момент количество собранных данных примерно в 8 раз меньше в сравнении с первым сеансом работы (до перезапуска), но, несмотря на это, учёным удалось получить новые результаты. К примеру, были определены новые пределы масс для глюино – частицы, предсказанной теорией Суперсимметрии. Главной темой семинара стали результаты, полученные из исследований событий с двумя фотонами: обе группы  наблюдают некоторе превышение наблюдаемого количества сигналов над теоретическими предсказаниями в распределении по инвариантной массе (подробнее об инвариантной массе читайте здесь) двух фотонов в районе 750 ГэВ (см.рис.1).  Это примерно в 750 раз превышает массу протона и в 6 раз – бозона Хиггса.

Рис.1.Распределение по инвариантной массе для двухфотонной системы для всех пар фотонов (в ГэВ), зарегистрированных в ATLAS. На верхней части графика чёрные точки – полученные данные, красная линия – ожидаемый фон. В нижней части графика – разность сигнальных и фоновых событий.

        Небольшой пик в районе 750 ГэВ имеет локальную статистическую значимость в 3.6 сигма. Статистическая значимость у CMS чуть меньше  - 2.6 сигма, но это связано с меньшим количеством событий, чем у ATLAS. Ожидается, что объединённые результаты дадут значимость в районе 3 сигма.

        Нужно сказать что результаты 2012 года с энергиями протонных столкновений в 8 ТэВ не показали заметное  превышение над фоном в этой области масс. В пределах статистических флуктуаций фона наблюдаемое отклонение не противоречит данным 2012 года и можно будет говорить о настоящем открытии новой частицы или резонанса, если в дальнейшем подтвердится, что данный пик не является результатом статистической ошибки или некорректной обработки данных. Представители коллабораций подчеркнули, что представленные на семинаре данные  - лишь малая часть того анализа, что будет проведён в ближайшие несколько месяцев, но, несмотря на это, уже сейчас наблюдается всплеск теоретических научных публикаций о предполагаемой природе явления.

       Напоминаем, что открытие бозона Хиггса проходило по похожему сценарию. Сначала в июле 2011 года был замечен пик в области 125 ГэВ, после на аналогичном предновогоднем семинаре были представлены более конкретные результаты, а в июле 2012 года было официально объявлено об открытии бозона. 

        Мы будем держать вас в курсе последних новостей по данной теме. Возможно, очень скоро мы услышим о других новых открытиях – ведь второй сезон работы БАК только начался. Следите за актуальными новостями на нашем портале!

Материал подготовила Екатерина Козлова по данным пресс-центра CERN