Vědci ve společnosti Fermilab pozorovali srážky částic, které produkují jednotlivé top kvarky. Tato interakce vede k produkci párů top kvarků. Produkce jednotlivých top kvarků zahrnuje slabé jaderné síly a je obtížnější je experimentálně identifikovat. K tomuto pozorování došlo téměř 14 let ke dni objevu top kvarku v roce 1995.
Tevatron Fermilab, který se nachází nedaleko Chicaga, je Illinois v současnosti nejsilnějším urychlovačem částic na světě a objev objevili vědci, kteří na spolupráci spolupracovali. Vědci tvrdí, že nalezení jediného top kvarku má význam pro probíhající hledání Higgsovy částice.
„Pozorování produkce jednoho top kvarku je důležitým milníkem pro program Tevatron,“ řekl Dr. Dennis Kovar, náměstek ředitele Úřadu pro vědu o vysoké energii fyziky na americkém ministerstvu energetiky. "Kromě toho je velmi citlivá a úspěšná analýza důležitým krokem při hledání Higgsových."
Hledání produkce s jednou špičkou usnadňuje nalezení jehly v kupce sena. Pouze jedna z každých 20 miliard srážek proton-antiproton produkuje jediný top kvark. Ještě horší je, že signál těchto vzácných událostí je snadno napodoben jinými procesy na pozadí, které se vyskytují mnohem vyšší rychlostí.
Objevení produkce jednoho top kvarku představuje výzvy podobné Higgsovu bosonovému vyhledávání v potřebě extrahovat extrémně malý signál z velmi velkého pozadí. Pro vyhledávání bosonů Higgs se nyní používají pokročilé analytické techniky, které byly průkopníky pro objev jednoho vrcholu. Kromě toho mají signály jednoho vrcholu a Higgsové společné pozadí a jediný vrchol je sám o sobě pozadím pro Higgsovu částici.
Aby se objevil jediný vrchol, fyzici spolupráce CDF a DZero strávili roky bojováním samostatně prostřednictvím výsledků proton-antiprotonových srážek zaznamenaných jejich experimenty.
CDF je mezinárodní experiment 635 fyziků ze 63 institucí v 15 zemích. DZero je mezinárodní experiment prováděný 600 fyziky z 90 institucí v 18 zemích.
Každý tým identifikoval několik tisíc kolizních událostí, které vypadaly tak, jak experimentátoři očekávají, že se objeví jedny nejvyšší události. Sofistikovaná statistická analýza a podrobné modelování na pozadí ukázaly, že skutečnou věc vyvolalo několik set kolizních událostí. 4. března předložily oba týmy své nezávislé výsledky dopisům o fyzické kontrole.
Obě spolupráce dříve oznámily předběžné výsledky při hledání jediného vrcholu. Od té doby experimentátoři více než zdvojnásobili množství analyzovaných dat a naostřili techniky výběru a analýzy, což umožnilo objev. U každého experimentu je nyní pravděpodobnost, že události na pozadí zfalšovaly signál, nyní pouze jedna z téměř čtyř milionů, což umožňuje oběma stranám získat bona fide objev, který připravuje cestu k dalším objevům.
"Jsem nadšený, že CDF a DZero dosáhli tohoto cíle," řekl Fermilab ředitel Pier Oddone. "Obě spolupráce hledají tento vzácný proces posledních patnáct let, počínaje objevem top kvarku v roce 1995. Podrobnější prozkoumání těchto subatomických procesů může otevřít okno fyzikálním jevům mimo standardní model."
Zdroj: Fermilab
