Избыток дифотонов 750 ГэВ
 Возможный механизм образования и распада дигамма-резонанса на БАК. | |
| Состав | Элементарная частица |
|---|---|
| Статистика | подозрение на бозонный |
| Статус | Опровергнуто; отсутствует в данных за август 2016 г. [1] [2] |
| Символ | Ф, [3] Ϝ(750), [4] Ф, [5] Х, [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 . 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]
для исследований в области физики Последствия элементарных частиц
Необнаружение скачка энергии 750 ГэВ в ходе последующих поисков в экспериментах 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 ]
- ^ Jump up to: 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.
- ^ Jump up to: 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.
- ^ Jump up to: 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 ].
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с д и ж Аабуд, М.; и др. (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 .
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с д и ж Хачатрян В.; Сирунян А.М.; Тумасян А.; Адам, В.; Асилар, Э.; Бергауэр, Т.; Брандстеттер, Дж.; Брондолин Э.; Драгичевич, М.; и др. (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 . doi : 10.1140/epjc/s10052-016-4098-5 . ISSN 1434-6044 .
- ^ Jump up to: 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.). «В Чикаго наблюдается поток данных с БАКа и новые результаты 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.