Новые данные экспериментов ATLAS по доказательству лептонной универсальности В своем докладе на проходящей конференции Rencontres de Moriond коллаборация ATLAS представила результаты последней проверки одного из ключевых принципов Стандартной модели, известного как лептонная универсальность или универсальность лептонного аромата. Точность результата - лучшая из всех, достигнутых в рамках одного эксперимента в наблюдении распада Большинство элементарных частиц можно разделить на группы или семейства со схожими свойствами. Например, семейство лептонов включает в себя электрон, формирующий отрицательно заряженное облако вокруг ядра каждого атома, мюон - более тяжелую частицу, встречающуюся в космических лучах, и тау-лептон - еще более тяжелую короткоживущую частицу, наблюдаемую только при взаимодействии частиц высоких энергий. На данный момент установлено, что единственное различие между этими частицами заключается в их массе, возникающей благодаря разной силе взаимодействия с фундаментальным полем, ассоциированным с бозоном Хиггса. В частности, замечательной особенностью Стандартной модели является то, что каждый тип (аромат) лептонов с одинаковой вероятностью взаимодействует с Высокоточные тесты на универсальность лептонного аромата, основанные на сравнении скоростей распадов Последнее можно проверить измерением отношения скоростей распадов В недавней статье ATLAS опубликовал результаты нового измерения, на этот раз касающегося отношения скорости распада Новый результат ATLAS основан на изучении полного набора данных второго запуска БАК, собранных в период с 2015 по 2018 год. В анализе было рассмотрено более 100 миллионов событий столкновений пар топ-кварков ( Далее читайте в Подробнее. Загрузить:
Однако не все так просто. Более того, измерения, проведенные в 1990-х годах на Большом электрон-позитронном коллайдере (LEP) ЦЕРНа (предшественнике БАК) и на Стэнфордском линейном коллайдере (SLC), установили, что отношение скорости распада Z-бозона на два мюона к его скорости распада на два электрона равно единице в пределах Окончательный результат нового анализа ATLAS - отношение мод распадов |
Электронный портал ядерных знаний Республики Беларусь
Belarusian Nuclear Education and Training Portal - BelNET
-бозона.
, продемонстрировав, таким образом, что столкновения, в которых образуется пара топ-кварков, дают большую и чистую выборку 
. Хотя совокупность всех предыдущих измерений показала, что это отношение находится в пределах 
% от единицы (а значит соответствует равным скоростям распадов), тем не менее оставалась возможность для дальнейшего повышения точности данных.
). Топ-кварк быстро распадается на 
), обеспечивая таким образом набор из 100 миллионов пар 
и меньше 
-событий) или на мюоны (давая больше 
-бозон -- электрически нейтральный переносчик слабого взаимодействия -- может также распадаться на пару электронов или мюонов, оставляя "экспериментальный след", похожий на след от пары топ-кварков. Поскольку инвариантная масса лептонов в событиях с Z-бозонами группируется вокруг массы Z-бозона в 
ГэВ, этот фоновый процесс можно оценить и "вычесть".
%. Таким образом, в анализе ATLAS указанное отношение скоростей распадов Z-бозона было определено в качестве эталонного измерения. Это позволило исследователям уменьшить неопределенности, возникающие при реконструкции электронов и мюонов. Кроме того, поскольку многие неопределенности измерений одинаковы для событий с двумя электронами и событий с двумя мюонами, было установлено, что эти события оказывают лишь незначительное влияние на измеряемое отношение скоростей распадов 
.
-бозона 
с неопределенностью 
. Этот результат точнее, чем все предыдущие измерения вместе взятые. Таким образом на данный момент можно утверждать, что лептонная универсальность действительно имеет место.
