ATLAS измерил поляризацию одиночных топ-кварков и антикварков
Участники эксперимента ATLAS на Большом адронном коллайдере измерили поляризацию топ-кварков и антикварков, рожденных по одному в процессе обмена W-бозона между двумя другими кварками. Ученые использовали тот факт, что распределения лептонов в распаде топ-кварка зависят от направления спина исходной частицы, а значит по ним можно узнать и ее поляризацию. Кроме того, физики усилили существующие ограничения на коэффициенты Вильсона для изученных процессов рождения топ-кварков и антикварков, значения которых чувствительны к Новой физике. Согласно результатам эксперимента, опубликованным на сайте коллаборации, измерения совпали с предсказаниями Стандартной модели.
Топ-кварк (он же t-кварк) – самый тяжелый из шести открытых кварков, благодаря чему он обладает рядом уникальных для кварков свойств. К примеру, за счет крайне малого времени жизни это единственный кварк, который не успевает адронизироваться (обзавестись одним или несколькими кварками другого цвета и войти в состав адрона) до своего распада. Кроме того, за счет своей большой массы он особенно сильно взаимодействует с полем Хиггса. Все это привлекает к топ-кварку внимание исследователей, и Большой адронный коллайдер ученые используют в качестве машины по получению и изучению свойств этой частицы. В частности, физикам интересно изучить поляризацию топ-кварка (и топ-антикварка) в различных процессах, которая определяет связь направления спина частицы и вектора ее движения.
Чаще всего топ-кварк в протон-протонных столкновениях на БАК рождается в составе пары топ-кварк и топ-антикварк. Для таких событий эксперимент ATLAS ранее уже измерил поляризацию рожденных кварков и получил ожидаемое близкое к нулю значение (в таких парных процессах кварки остаются практически неполяризованными). Однако топ-кварк может родиться и без одноименного антикварка: чаще всего такой процесс проходит по так называемому t-каналу в виде обмена W-бозона между двумя кварками со сменой их типа. В этом случае