Магнитные монополи не видны и при энергии 13 ТэВ

Недавно мы рассказывали о первой научной статье, выпущенной по результатам седьмого, самого скромного детектора Большого адронного коллайдера — MoEDAL. Этот эксперимент проводится совсем по иному принципу, чем измерения во всех остальных детекторах коллайдера, и ориентирован он на поиск гипотетических высокоионизирующих частиц, например магнитных монополей. Собственно, та статья как раз касалась поиска магнитных монополей в данных, накопленных в 2012 году при энергии столкновений 8 ТэВ.

В 2015 году MoEDAL повторил этот же эксперимент, но уже при энергии столкновений 13 ТэВ. Статья с результатами появилась в архиве препринтов в конце ноября (MoEDAL Collaboration, 2017. Search for magnetic monopoles with the MoEDAL forward trapping detector in 13 TeV proton-proton collisions at the LHC) и была недавно принята к печати в журнал Physical Review Letters. По сравнению с 2012 годом чувствительный объем алюминиевого «улавливателя» монополей вырос со 160 кг до 222 кг. Алюминий для этой цели используется потому, что ядра алюминия-27 обладают большим магнитным моментом и способны сильно связывать с собой гипотетические монополи, родившиеся в столкновениях и попавшие в вещество детектора. Несмотря на возросшую чувствительность и увеличение энергии столкновений, никаких следов монополей с массой вплоть до 6 ТэВ и магнитным зарядом вплоть до 5 дираковских единиц обнаружено не было. Вопрос, существуют ли они вообще в природе, по-прежнему остается открытым.

31.01 | Поиск Новой физики, Детектор LHCb

LHCb подтверждает аномалию с рождением прелестных адронов

Полгода назад, на августовской конференции ICHEP, коллаборация LHCb показала странный результат, касающийся рождения прелестных адронов (адронов, содержащих b-кварк); см. подробности в новости Темп рождения прелестных адронов растет с энергией не так, как предсказывала теория. Напомним, что еще в 2010 году LHCb измерила сечение рождения прелестных адронов при энергии столкновений 7 ТэВ в зависимости от быстроты — кинематической характеристики, которая отражает «прижатость» траектории вылетевшей частицы к оси столкновения. В 2015 году во время специального сеанса работы LHCb повторила эти измерения, но уже для энергии 13 ТэВ. Поделив одно сечение на другое, LHCb получила фактор прироста при повышении энергии с 7 до 13 ТэВ — опять-таки, в зависимости от быстроты. Оказалось, что это отношение сильно отличается от предсказаний теории (см. рисунок в упомянутой новости).

Тогда это были лишь предварительные результаты, но недавно анализ был завершен, и коллаборация выложила в архив препринтов окончательную статью Measurement of the b-quark production cross-section in 7 and 13 TeV pp collisions. Графики из этой статьи также можно найти на сайте коллаборации. По сравнению с предварительными данными резко уменьшились статистические погрешности, хотя объем данных остался тем же. Само отличие чуть-чуть ослабло, но все равно остается существенным. При этом трудно однозначно сказать, какая именно особенность привела к такому результату. Если взять суммарное сечение рождения во всем диапазоне быстрот, то отношение сечений σ(13 ТэВ)/σ(7 ТэВ) составило 2,14±0,02±0,13 (статистическая и систематическая погрешности). Теоретическая модель процесса предсказывает значение примерно 1,79±0,21; иными словами, различие есть, но не слишком существенное. Однако если посмотреть на то, как это отношение зависит от быстроты, то расхождение имеет совсем иную форму и получается намного более существенным, на уровне 5 стандартных отклонений. Как разрешить возникшую проблему, коллаборация не обсуждает.

24.01 | Суперсимметрия, Детектор ATLAS, Поиск Новой физики |