Први резултати експеримента CMS на енергији 13 TeV који су представљени на Конференцији EPS- HEP 2015

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "Први резултати експеримента CMS на енергији 13 TeV који су представљени на Конференцији EPS- HEP 2015"

ᾍιδης Βαμβακάς
5 χρόνια πριν
Προβολές:

Први резултати експеримента CMS на енергији 13 TeV који су представљени на Конференцији EPS- HEP 2015 Колаборација CMS у CERN-у презентирала је серију нових резултата у физици на конференцији EPS-HEP

1 Први резултати експеримента CMS на енергији 13 TeV који су представљени на Конференцији EPS- HEP 2015 Колаборација CMS у CERN-у презентирала је серију нових резултата у физици на конференцији EPS-HEP (European Physical Society-High Energy Physics) која се одржава у Бечу, Аустрија од 22. до 29. јула године. Резултати укључују прве анализе експерименталних података сакупљених у другој фази експлоатације Великог хадронског сударача ( LHC Run 2 ) од јуна при енергији центра масе од 13 TeV. Такође су представљени и резултати нових 30 анализа експерименталних података из прве фазе ( Run 1 ) сакупљени на енергијама центра масе 7 и 8 TeV из и године респективно. Резултати појединих анализа који су презентирани на конференцији сумирани су доле. Реконструисан догађај два високо-енергетска млазњака (jets) укупне масе од 5 TeV, забележен детектором CMS на енергији центра масе од 13 TeV. 1. Продукција наелектрисаних хадрона Најзначајнији први резултат анализе експеримента CMS на енергији 13 TeV представља реконструкција трајекторија наелектрисаних хадрона произведених у сударима два снопа протона. Ова анализа обично карактерише прва мерења у експериментима са хадронским сударачима на почетку њихове експлоатације у новом енергетском режиму. Како су протони сложене честице састављени су од кваркова и глуона при судару два протона на овим високим енергијама уствари долази до интеракција кваркова и глуона. Сваки судар протона производи ерупцију наелектрисаних хадрона, као што су пиони (π) и каони (К) који се разлећу у свим правцима. Број ових честица зависи од енергије судара: што је већа енергија, већи је и број произведених честица. Зато је врло важно да се прецизно одреди број наелектрисаних хадрона који се креира на новој енергији судара како би се одредила и прецизност теоријских модела коришћених при

2 сумулацијама. За реконструкцију догађаја и одређивање трајекторија наелектрисаних хадрона користе се комбиноване информације два под-детекторска слоја сложеног детектора CMS: Тракер и Хадронски калориметар. У овом случају коришћен је само Тракер. При искљученом магнетском пољу, забележено је неколико стотина хиљада судара. Резултати мерења у експерименту CMS су у сагласности са теоретским моделима, а очекује се да помогну при прецизном одређивању нивоа фонских догађаја (bacкground) у потрази за индикацијама нове физике на рекордној енергији од 13 TeV. ДЕТАЉИ: резултат мерења диференцијалне дистрибуције мултиплицитета наелектрисаних хадрона (dn/dη) детектором CMS за вредности псеудорапидитета η (параметра који приближно одговара захватном корисном просторном углу детектора) мањих од 2, приказан је на слици 1. Посебно се истиче резултат мерења у региону средњих вредности рапидитета ( η <0.5) од 5.49 ± 0.01 (stat.) ± 0.17 (syst.) по судару. Резултати овог мерења су послати 21. јула у часопис Physics Letters B за публиковање, а пре-принт је на сајту: Слика 1: Измерена продукција наелектрисаних хадрона као функција псеудорапидитета (лево) и мултиплицитета у централном региону у поређењу са претходним мерењима на нижим енергијама и са теоријским моделима (десно). 2. Поновно регистровање честица и провера потенцијала нових открића Важна провера перформанси детектора CMS на енергији од 13 TeV лежи у његовој способности да региструје познате честице. На слици 2 представљен је масени хистограм мионских парова произведених у протонским сударима, добијен детектором CMS. На хистограму се уочавају пикови који одговарају честицама почев од омега мезона (ω) до Z бозона. Честице у овом спектру су иначе откривене у периоду од неколико десетина година, док је детектору CMS било довољно само пар недеља да их одједном све региструје на енергији од 13 TeV. Детаљи везани за перформансе детектора CMS могу да се нађу на страници:

3 Слика 2: Спектар дво-мионске масе на енергији од 13 TeV. Спроведена су детаљнија изучавања неколико процеса на енергији 13 TeV. Најзначајнији детаљ ових изучавања представља прво опажање спектра инваријантне масе два млазњака (di-jets) до енергијa 5 TeV (Слика 3), чиме се потврђује способност и спремност детектора CMS за потенцијална открића у домену нове физике на овим рекордним енергијама. Млазњаци (jets) представљају специфичне хадронске структуре (кваркова и глуона) на основу којих се идентификује присуство кваркова, а који иначе не могу да се детектују као самосталне честице. Слика 3: Спектар двоструке инваријантне масе млазњака (dijet) који показује очекивану дистрибуцију сигнала за хипотетичну честицу масе 4.5 TeV, а која се трансформише у два млазњака.

4 3. Сумирање анализе података из прве фазе експеримента ( Run 1 ) Експеримент CMS наставља са анализом експерименталних података из прве фазе експлоатације ( Run 1 ), који су сакупљени на енергијама 7 и 8 TeV. За конференцију EPS-HEP, недавно је одобрено више од 30 нових резултата. Они укључују изучавања везана за: W бозон (FSQ ), брзину продукције млазњака на енергији 2.76 TeV у поређењу са подацима на 8 TeV (SMP ), продукцију два фотона заједно са два млазњака (SMP ) и електро-слабу продукцију W бозона са два млазњака (SMP ). Иако је откривен пре двадесет година, топ (t) кварк и даље игра значајну улогу у мерењима и потрагама за новом физиком. Нови резултати експеримента CMS везани за овај кварк (фермион) укључују брзину продукције пара топ-антитоп у анализираном комплетном хадронском узорку (TOP ) и мерење процеса са топ-антитоп + ботом-антиботом паровима у каналу лептон+млазњак (TOP ). Поред ових процеса, наставља се потрага за индикацијама нове физике, а међу којима значајно место заузима најновије изучавање процеса: t ch, где се Хигс бозон трансформише у фотоне (TOP ). Кад се ради о Хигс сектору, у међувремену су спроведене три врсте претрага Хигс бозона изван Стандардног модела и та изучавања су се односила на канал распада Хигс бозона који у финалном стању садржи тау лептоне (HIG , HIG , HIG ). С друге стране, анализе спроведене у сектору суперсиметрије укључиле су потрагу за кандидатима тамне материје, као и за другим суперсиметричним честицама (SUS , SUS , SUS ). Резултати анализе у области тешких јона из прве фазе (Rin 1), на основу података у сударима снопова: протон-протон, протон-олово и олово-олово, укључују мерења: поларизације честице ипсилон (Υ) у функцији мултиплицитета наелектрисаних честица у сударима протон-протон (HIN ), продукције Z бозона (HIN ), функције фрагментације млазњака у сударима протонолово (HIN ) и модификације нуклеарних стања честице Υ у сударима олово-олово (HIN ). Више иформација о свему овоме може да се нађе на страници: или у контакту: cms.outreach@cern.ch. Експеримент који носи име CMS је један од два експеримента опште намене на Великом хадронском сударачу LHC у CERN-у. Његови циљеви су нова открића и феномени који би представљали индикацију неке нове физике. Детектор је дизајниран тако да омогући регистровање широког спектра честица и феномена који настају при сударима снопова протона и тешких јона на високим енергијама на LHC-у и да омогући одговор на фундаментално питање: "Од какве материје је стварно састављен универзум и које силе делују унутар њега?" Истовремено, омогућена су мерења својства већ познатих честица са до сада не достигнутом прецизношћу, као и изучавања потпуно нових, непредвиђених феномена. Оваква истраживања не само да доприносе нашем

5 бољем разумевању начина на који универзум функционише, већ иницирају и нове технологије које могу да промене свет у коме живимо, као што је већ до сада често био случај у прошлости. Концептуални дизајн детектора CMS потиче из године. За конструкцију овог гигантског детектора (дијаметар: 15 m, дужина: 29 m, маса: тона) било је потребно 16 година изузетног труда уложеног од највећег дела међународне научне заједнице икада окупљене до сада: колаборацију CMS чини тренутно 2900 физичара (укључјући око 1000 студената-доктораната) и преко 1000 инжењера и специјалиста из 182 научне институције и истраживачке лабораторије које припадају 42-ма државама широм света.

Σχετικά έγγραφα

Експеримент CMS регистровао врло редак распад

Експеримент CMS регистровао врло редак распад Експеримент CMS, CERN 19. јули 2013. У експерименту CMS је регистрован значајан и редак распад предвиђен Стандардним моделом физике честица. Резултати регистровања