Темп рождения прелестных адронов растет с энергией не так, как предсказывала теория


Отношение сечений рождения прелестных адронов при повышении энергии столкновений с 7 ТэВ до 13 ТэВ.


По горизонтали отложена быстрота рожденного адрона — кинематическая характеристика, показывающая, насколько угол вылета частицы прижат к оси столкновений. Красная линия с серой полосой — теоретические предсказания с погрешностями. Изображение с сайта lhcb-public.web.cern.ch

Хотя на прошедшей в августе конференции ICHEP 2016 главный тон — по крайней мере, среди коллайдерных экспериментов — задавали коллаборации ATLAS и CMS, остальные детекторные группы Большого адронного коллайдера тоже подготовили интересные результаты. В частности, много докладов представила коллаборация LHCb, работающая на специализированном асимметричном детекторе, который заточен под B-физику (то есть изучение рождения и распадов прелестных адронов). И среди этих результатов тоже встречаются загадки, требующие объяснений.

Например, в докладе b-hadron production at LHCb были представлены предварительные результаты 2016 года по самому, пожалуй, простому процессу — суммарному рождению хоть каких-то прелестных адронов (то есть адронов, имеющих в своем составе тяжелый и интересный b-кварк). Все тонкости, касающиеся распадов, оставлены за бортом этого измерения; физиков тут интересовало просто общее сечение рождения таких частиц в зависимости от угла вылета. Чуть более конкретно: их интересовало, во сколько раз это сечение возросло, когда коллайдер поднял энергию столкновений до 13 ТэВ.

Поскольку теоретики накопили большой опыт описания быстролетящих протонов, они могут сосчитать этот фактор усиления для разных углов вылета прелестных адронов. На рис. 1 серая полоса показывает эти теоретические предсказания вместе с их погрешностями. На этом графике по горизонтальной оси вместо углов вылета использована быстрота η — кинематическая характеристика, показывающая, насколько угол вылета частицы прижат к оси столкновений (η = 2 отвечает углу к оси 15°, η = 5 — меньше 1°). Теоретические расчеты предсказывают, что при повышении энергии с 7 до 13 ТэВ сечение должно возрасти примерно в 1,7 раза для малой быстроты (более-менее центральное рождение) и должно увеличиваться с ростом быстроты.

Однако измерения, к удивлению физиков, показывают противоположную тенденцию. При небольшой быстроте фактор усиления достигает аж тройки: рост оказался намного более сильным, чем ожидали теоретики. А затем с увеличением быстроты этот фактор не усиливается, а ослабляется. Из-за чего возникла такая несколько конфузная ситуация, пока непонятно.

Конечно, статус этого расхождения теории с экспериментом несравним с ажиотажем по поводу двухфотонного пика при 750 ГэВ и другими подобными загадками. Здесь расхождение завязано, по-видимому, на недостаточно хорошем понимании партонных распределений внутри быстролетящего протона: что там летит внутри и с какими импульсами. Теоретики, опираясь на данные предыдущих коллайдеров и теоретические расчеты партонных плотностей, экстраполировали сечение в область высоких энергий — и слегка промахнулись. Это несколько удивительно, поскольку в других процессах таких аномалий видно не было.

Впрочем, пока данные, показанные LHCb, остаются предварительными. Для более взвешенного анализа нужно вначале дождаться итоговой публикации, желательно при большей статистике на 13 ТэВ.



Запись была опубликована в рубрике СМИ. Ссылка на запись.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

*