Большой адронный коллайдер умеет сталкивать не только протоны, но и ядра, а также проводить асимметричные протон-ядерные столкновения. Главная задача ядерной части научной программы коллайдера — изучить кварк-глюонную плазму и прочие коллективные эффекты, которые возникают именно в столкновении ядер. В этом направлении уже были получены многочисленные результаты, но практически все они касаются адронов с поперечными импульсами в области несколько ГэВ. В столкновениях ядер могут, конечно, происходить и очень жесткие процессы — ведь энергии столкновений протонов и ядерных соударений в расчете на нуклонную пару сопоставимы. Однако из-за того, что светимость ядерных столкновений на несколько порядков ниже светимости протонных, такие жесткие процессы происходят слишком редко, чтобы их отловить (просто сравните числа, приведенные на странице ядерных результатов).

Топ-кварки рождаются и в протон-ядерных столкновениях

Тем не менее один такой жесткий процесс — рождение топ-кварковой пары — детектор CMS всё же увидел . Для этого была обработана статистика 2016 года, когда коллайдер сталкивал протоны с ядрами свинца на энергии столкновении 8,16 ТэВ в расчете на нуклонную пару. Искомый процесс был надежно зарегистрирован на уровне статистической значимости выше 6σ, и измеренное сечение вполне согласуется с теоретическими расчетами. Было бы очень интересно обнаружить в таких столкновениях и хиггсовский бозон, но для него, к сожалению, требуется гораздо большая статистика.

Поделиться в социальных сетях