Избыток дифотонов 750 ГэВ
 Возможный механизм образования и распада дигамма-резонанса на БАК. | |
| Состав | Элементарная частица |
|---|---|
| Статистика | подозрение на бозонный |
| Положение дел | Опровергнуто; отсутствует в данных за август 2016 г. [1] [2] |
| Символ | Ф, [3] Ϝ(750), [4] ФИ, [5] ИКС, [6] η зы [7] |
| Обнаруженный | Резонанс массы ≈750 ГэВ, распадающийся на два фотона, мог быть замечен ЦЕРН в 2015 году. [8] [9] (хотя достаточная статистическая значимость так и не была достигнута) |
| Масса | ≈ 750 ГэВ/ c 2 (CMS + АТЛАС) [8] [9] |
| Ширина затухания | < 50 ГэВ/ c 2 [8] [9] |
| Распадается на | |
Избыток дифотонов с энергией 750 ГэВ в физике элементарных частиц был аномалией в данных, собранных на Большом адронном коллайдере (БАК) в 2015 году, и мог указывать на появление новой частицы или резонанса . [8] [9] Аномалия отсутствовала в данных, собранных в 2016 году, что позволяет предположить, что избыток дифотонов был статистическим колебанием. [1] [2] В промежутке между результатами декабря 2015 г. и августа 2016 г. аномалия вызвала значительный интерес научного сообщества, включая около 500 теоретических исследований. [10] [11] [12] [13] Гипотетическая частица в научной литературе обозначалась греческой буквой Ϝ (произносится как дигамма) из-за канала распада, в котором произошла аномалия. [3] Однако данные всегда отличались менее чем на пять стандартных отклонений (сигма) от ожидаемых, если бы не было новой частицы, и, как таковая, аномалия никогда не достигала принятого уровня статистической значимости , необходимого для объявления об открытии в физике элементарных частиц. [14] После результатов августа 2016 года интерес к аномалии упал, поскольку ее считали статистическим колебанием. [15] Действительно, байесовский анализ аномалии показал, что, хотя данные, собранные в 2015 году, представляют собой « существенное » доказательство существования дигаммы по шкале Джеффриса , данные, собранные в 2016 году, в сочетании с данными, собранными в 2015 году, были свидетельством против дигаммы. [16]
Данные за декабрь 2015 г. [ править ]
15 декабря 2015 года коллаборации ATLAS и CMS в ЦЕРН представили результаты второго запуска Большого адронного коллайдера (БАК) с энергией центра импульса 13 ТэВ, самой высокой из когда-либо достигнутых в протон-протонных столкновениях. Среди результатов, инвариантное массовое распределение пар фотонов высоких энергий, образовавшихся в результате столкновений, показало избыток событий по сравнению с предсказанием Стандартной модели при энергии около 750 ГэВ/ с. 2 . Сообщалось, что статистическая значимость отклонения составила 3,9 и 3,4 стандартных отклонения (локально) соответственно для каждого эксперимента. [8] [9]
Превышение можно было объяснить рождением новой частицы (дигаммы) с массой около 750 ГэВ/ с. 2 который распался на два фотона. Сечение долю при энергии центра импульса 13 ТэВ, необходимое для объяснения избытка, умноженное на разветвления на два фотона, оценивалось как
(fb = фемтобарн )
Этот результат, хотя и был неожиданным, был совместим с предыдущими экспериментами, в частности с измерениями на БАКе при более низкой энергии центра импульса 8 ТэВ.
Данные за август 2016 г. [ править ]
Анализ большей выборки данных, собранной ATLAS и CMS в первой половине 2016 года, не подтвердил существование частицы Ϝ , что указывает на то, что превышение, наблюдавшееся в 2015 году, было статистическим колебанием. [1] [2]
Значение для исследований в области частиц элементарных физики
Необнаружение скачка энергии 750 ГэВ в ходе последующих поисков экспериментов ATLAS и CMS оказало значительное влияние на сообщество физиков элементарных частиц. [17] Событие подчеркнуло стремление сообщества к открытию на БАКе принципиально новой частицы и трудности в поиске априори неизвестного сигнала . [18]
См. также [ править ]
Ссылки [ править ]
- ^ Перейти обратно: а б с д «Поиск резонансного образования пар фотонов большой массы с использованием 12,9 фб. −1 протон-протонных столкновений при √s = 13 ТэВ и комбинированная интерпретация поисков при 8 и 13 ТэВ» – через Сервер документов ЦЕРН.
- ^ Перейти обратно: а б с д Поиск скалярных дифотонных резонансов с 15,4 фб −1 данных, собранных при √s = 13 ТэВ в 2015 и 2016 годах с помощью детектора ATLAS . 2016 г. – через Сервер документов ЦЕРН.
- ^ Перейти обратно: а б Струмия, Алессандро (5 августа 2016 г.). «Интерпретация избытка дигаммы 750 ГэВ: обзор». arXiv : 1605.09401 [ hep-ph ].
- ^ Франческини, Роберто; Джудиче, Джан Ф.; Каменик, Джерней Ф.; Маккалоу, Мэтью; Рива, Франческо; Струмия, Алессандро; Торре, Риккардо (июль 2016 г.). — Дигамма, что дальше? . Журнал физики высоких энергий . 2016 (7): 150. arXiv : 1604.06446 . Бибкод : 2016JHEP...07..150F . дои : 10.1007/JHEP07(2016)150 .
- ^ Накаи, Юичиро; Сато, Рёске; Тобиока, Косаку (12 апреля 2016 г.). «Следы новой сильной динамики через аномалию и дифотон с энергией 750 ГэВ». Письма о физических отзывах . 116 (15): 151802. arXiv : 1512.04924 . Бибкод : 2016PhRvL.116o1802N . doi : 10.1103/PhysRevLett.116.151802 . ПМИД 27127957 . S2CID 10541107 .
- ^ Дутта, Бхаскар; Гао, Ю; Гош, Татхагата; Гоголадзе, Илья; Ли, Тяньцзюнь (22 марта 2016 г.). «Интерпретация избытка дифотонов в CMS и ATLAS». Физический обзор D . 93 (5): 055032. arXiv : 1512.05439 . Бибкод : 2016PhRvD..93e5032D . дои : 10.1103/PhysRevD.93.055032 . S2CID 118557231 .
- ^ Чжан, Ю-Цзе; Чжоу, Бин-Бин; Сунь, Цзя-Цзя (5 января 2016 г.). «Кварк четвертого поколения и избыток дифотонов с энергией 750 ГэВ». arXiv : 1602.05539 [ геп-ф ].
- ^ Перейти обратно: а б с д Это ж Аабуд, М.; и другие. (Сотрудничество ATLAS) (сентябрь 2016 г.). «Поиск резонансов в дифотонных событиях при √s = 13 ТэВ с помощью детектора ATLAS» . Журнал физики высоких энергий . 2016 (9): 001. arXiv : 1606.03833 . Бибкод : 2016JHEP...09..001A . дои : 10.1007/JHEP09(2016)001 .
- ^ Перейти обратно: а б с д Это ж Хачатрян В.; Сирунян А.М.; Тумасян А.; Адам, В.; Асилар, Э.; Бергауэр, Т.; Брандстеттер, Дж.; Брондолин Э.; Драгичевич, М.; и другие. (Сотрудничество CMS) (28 июля 2016 г.). «Поиск резонансного рождения пар фотонов большой массы в протон-протонных столкновениях при √s = 8 и 13 ТэВ». Письма о физических отзывах . 117 (5): 051802. arXiv : 1606.04093 . Бибкод : 2016PhRvL.117e1802K . doi : 10.1103/PhysRevLett.117.051802 . ПМИД 27517765 . S2CID 207852166 .
- ^ Гаристо, Роберт (12 апреля 2016 г.). «Редакционная статья: Реакция теоретиков на данные о дифотонах ЦЕРН с энергией 750 ГэВ» . Письма о физических отзывах . 116 (15): 150001. Бибкод : 2016PhRvL.116o0001G . doi : 10.1103/PhysRevLett.116.150001 . ISSN 0031-9007 .
- ^ Цао, Цзюньцзе; Шан, Лянлян; Су, Вэй; Чжан, Ян; Чжу, Цзинья (2016). «Интерпретация избытка дифотонов с энергией 750 ГэВ в модели минимального дилатона» . Европейский физический журнал C . 76 (5): 239. arXiv : 1601.02570 . Бибкод : 2016EPJC...76..239C . дои : 10.1140/epjc/s10052-016-4098-5 . ISSN 1434-6044 .
- ^ Перейти обратно: а б «#Run2Seminar и последующие материалы arXiv, связанные с γγ» . jsfiddle.net . Проверено 11 августа 2016 г.
- ^ «Десятилетие публикаций LHC» . ЦЕРН Курьер . 14 января 2021 г. Проверено 15 января 2021 г.
- ^ Лайонс, Луи (4 октября 2013 г.). «Открытие значения 5 сигм». arXiv : 1310.1284 [ physical.data-an ].
- ^ Колдхэм, К. (5 августа 2016 г.). «Чикаго видит поток данных с БАКа и новые результаты в ICHEP» . Сервер документов ЦЕРН . Проверено 26 января 2017 г.
- ^ Фаули, Эндрю (2016). «Байесовский фактор избытка дифотонов ATLAS». Европейский физический журнал Плюс . 132 (1): 46. arXiv : 1607.06608 . Бибкод : 2017EPJP..132...46F . дои : 10.1140/epjp/i2017-11340-1 . ISSN 2190-5444 . S2CID 119305800 .
- ^ «Горизонт: Внутри ЦЕРН» . Би-би-си . Проверено 29 октября 2018 г.
- ^ «Итак, готовьтесь к скачку в 750 ГэВ» . Мир Физики . 05.08.2016.