На семинаре в Европейском центре по ядерным исследованиям (CERN), были представлены первые результаты крупнейших экспериментов Большого адронного коллайдера в 2015 году

21
декабря
2015

15 декабря на традиционном предновогоднем семинаре в Европейском центре по ядерным исследованиям (CERN) были представлены первые результаты коллабораций CMS и ATLAS – крупнейших экспериментов Большого Адронного Коллайдера (БАК). Исследования были основаны на абсолютно новых данных, полученных в 2015 году. Столкновения проводились при энергии в 13 ТэВ – ранее недостижимой для БАК. Более высокая энергия позволила провести новые исследования, в том числе и связанные с физикой за рамками Стандартной модели.

На настоящий момент количество собранных данных примерно в 8 раз меньше в сравнении с первым сеансом работы (до перезапуска), но, несмотря на это, учёным удалось получить новые результаты. К примеру, были определены новые пределы масс для глюино – частицы, предсказанной теорией Суперсимметрии. Главной темой семинара стали результаты, полученные из исследований событий с двумя фотонами: обе группы наблюдают некоторое превышение наблюдаемого количества сигналов над теоретическими предсказаниями в распределении по инвариантной массе двух фотонов в районе 750 ГэВ. Это примерно в 750 раз превышает массу протона и в 6 раз – бозона Хиггса.

Небольшой пик в районе 750 ГэВ имеет локальную статистическую значимость в 3.6 сигма. Статистическая значимость у CMS чуть меньше - 2.6 сигма, но это связано с меньшим количеством событий, чем у ATLAS. Ожидается, что объединённые результаты дадут значимость в районе 3 сигма.

Нужно сказать, что результаты 2012 года с энергиями протонных столкновений в 8 ТэВ не показали заметное превышение над фоном в этой области масс. В пределах статистических флуктуаций фона наблюдаемое отклонение не противоречит данным 2012 года и можно будет говорить о настоящем открытии новой частицы или резонанса, если в дальнейшем подтвердится, что данный пик не является результатом статистической ошибки или некорректной обработки данных. Представители коллабораций подчеркнули, что представленные на семинаре данные - лишь малая часть того анализа, что будет проведён в ближайшие несколько месяцев, но, несмотря на это, уже сейчас наблюдается всплеск теоретических научных публикаций о предполагаемой природе явления.

Напоминаем, что открытие бозона Хиггса проходило по похожему сценарию. Сначала в июле 2011 года был замечен пик в области 125 ГэВ, после на аналогичном предновогоднем семинаре были представлены более конкретные результаты, а в июле 2012 года было официально объявлено об открытии бозона.

Полученные результаты прокомментировал профессор кафедры физики элементарных частиц С.Г. Рубин:

– Да, открытие бозона Хиггса проходило по похожему сценарию, но дело в том, что все ждали эту частицу, как последний кирпич в здание Стандартной модели. А сейчас все поняли, что здание можно строить и дальше, есть явления, которые не описываются одной моделью.

Физика интересна своей непредсказуемостью. Бозон Хиггса предсказали теоретики, однако инициировать открытия могут и экспериментаторы. Здесь как раз такой случай – ученые повысили энергию и с большой долей вероятности обнаружили, что есть частицы в пять раз тяжелее бозона Хиггса. И сейчас теоретики пытаются приспособить практический результат к своим моделям.

Постепенно с набором экспериментальных данных начнут проявляться свойства этой частицы, но уже ясно, что полученные результаты свидетельствуют о расширение Стандартной модели.

Группа НИЯУ МИФИ в эксперименте ATLAS представлена очень широко, она играла и играет ведущую роль в разработке, создании и эксплуатации Трекового детектора переходного излучения (TRT), который является одним из центральных детекторов эксперимента, именно на него приходят первые данные.

Студенты, аспиранты, ученые НИЯУ МИФИ представляют также группы, которые анализирует полученные данные, есть теоретики, есть группы, которые занимаются детекторами.

Мифисты осуществляют координацию и руководство работ научных групп университетов стран участниц проекта ATLAS TRT, вносят большой вклад в развитие программного обеспечения как для проекта TRT, так и для эксперимента ATLAS в целом.

33