Poszukiwanie stronniczych fotonów w detektorze ATLAS nie ujawniło niczego niezwykłego • Igor Iwanow • Wiadomości naukowe na temat "Elementów" • Detektor ATLAS, poszukiwanie nowej fizyki, sprawdzenie standardowego modelu

Poszukiwanie przemieszczonych fotonów w detektorze ATLAS nie wykazało niczego niezwykłego

Ryc. 1. Schematyczny widok sygnału, który przemieszczają fotony w detektorze (zobacz szczegóły w tekście)

Podczas gdy zderzacz przygotowuje się do nowego etapu pracy, grupy eksperymentalne nadal analizują wcześniej zgromadzone dane, aw szczególności szukają co najmniej kilku niezwykłych efektów, które nie mieszczą się w Modelu Standardowym. W artykule "Poszukiwanie fotonów niepunktujących i opóźnionych", które pojawiły się w innym dniu, ostateczny stan poprzecznego pędu w 8 TeV pp kolizje w LHC przy użyciu detektora ATLAS W ramach współpracy ATLAS przedstawiono wyniki wyszukiwania innego rodzaju nietypowych zdarzeń – kolizji z wypartą produkcją fotonów. Historia tego badania pojawiła się również na stronie informacyjnej ATLAS.

Ten typ zdarzenia przedstawiono na ryc. 1. Jeśli w twardej kolizji protonów narodziło się wiele nowych cząsteczek, to z reguły odlatują prawie z jednego punktu (głównego wierzchołka). W przypadku naładowanych cząsteczek detektor może bezpośrednio zmierzyć ścieżki i sprawdzić, skąd pochodzą. W przypadku cząstek neutralnych, na przykład w fotonach wysokoenergetycznych, kierunek nadejścia może również zostać przywrócony, aczkolwiek z gorszą dokładnością. Odbywa się to zgodnie z kształtem prysznica elektromagnetycznego, który pojawia się w kalorymetrze elektromagnetycznym detektora, gdy foton uderza. Ten kierunek prawie zawsze wskazuje również na główny wierzchołek.

Niektóre modele Nowej Fizyki, a w szczególności warianty modeli supersymetrycznych, przewidują, że nowe ciężkie, obojętne, metastabilne cząstki mogą być generowane w zderzeniach, które rozpadają się na fotony. Jeśli taka cząstka żyje w nanosekundach, wówczas będzie miała czas na pokonanie odległości rzędu metrów, a dopiero potem rozpadnie się i wyemituje foton. I ten foton pojawi się w detektorze. wysiedlone. Kierunek jej przybycia – jeśli jest kontynuowany, dopóki nie przecina się z osią kolizji – nie wpadnie do głównego wierzchołka, ale zostanie oddzielony od niego na odległość Δz. Również czas jego wejścia do detektora będzie się różnić od bezpośredniego fotonu – ścieżka nowej hipotetycznej cząstki przed zepsuciem, a ścieżka fotonu w sumie jest dłuższa niż bezpośrednia ścieżka do detektora (jest to szkolna zasada "suma nóg jest dłuższa niż przeciwprostokątna trójkąta").

Ryc. 2 Rozkład liczby zdarzeń z przesunięciem fotonów za pomocą przesunięcia kierunku Δz (po lewej) i przez upływ czasu (po prawej). Na zdjęciu po prawej histogramy kropkowane pokaż, jak wyglądałaby ta dystrybucja, gdyby naprawdę narodziły się nowe cząsteczki. Zdjęcie z atlas-physics-updates.web.cern.ch

Współpraca ATLAS dokładnie zbadała, czy nie ma takich zdarzeń z takimi fotonami w rozległym układzie – albo przesunięte wzdłuż współrzędnej o co najmniej 15 mm, albo opóźnione o ponad 0,4 ns (obie liczby są określone przez możliwości rozdzielczości kalorymetru). Niewiele było takich wydarzeń, ale zostały znalezione. Na rys. 2 pokazuje rozkład liczby zdarzeń przez Δz i czas spóźnienia do detektora. Jednak porównanie z symulacją wykazało, że wszystkie z nich są dość spójne ze zwykłymi procesami w tle. Głównym tłem tego wyszukiwania są zdarzenia z normalnymi fotonami lub elektronami, które pozostawiły tak dziwną odpowiedź w kalorymetrze, że zrekonstruowany kierunek nadejścia znacznie różni się od prawdziwego.

Tak więc takie nietypowe wyszukiwanie nie ujawniło żadnych różnic w stosunku do Modelu Standardowego.


Like this post? Please share to your friends:

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: