09.07.2025

Обнаружение квазисвязанного состояния топ- и антитоп- кварков в экспериментах ATLAS и CMS на LHC

В конце прошлой недели, 6 июля 2025 г., были обнародованы результаты эксперимента ATLAS, которые подтвердили ранее опубликованные данные эксперимента CMS о возможном обнаружении квазисвязанного состояния топ- и антитоп- кварков вблизи порога рождения ($m_{t\bar{t}} \thicksim 345$ ГэВ).

ATLAS

Сигнал представляет собой значительное превышение наблюдаемого сечения рождения топ-антитоп пары в сравнении с предсказанием пертурбативной КХД и согласуется с гипотезой цвето-синглетного псевдоскалярного связанного состояния. Оба эксперимента измерили сечение наблюдаемого сигнала в протон-протонных столкновениях с энергией 13 ТэВ, которое составляет $9,0 \pm 1,3$ пикобарн (ATLAS) и $8,8^{+1,2}_{-1,4}$ пикобарн (CMS). На рисунках показаны спектры инвариантной массы топ-антитоп пары, реконструированные установками ATLAS и CMS в различных областях по угловым переменным продуктов распада. Наблюдаемый сигнал показан оранжевой и красной гистограммами, соответственно.

Эти результаты могут дать совершенно новое представление о физике топ-кварков и природе сильного взаимодействия между ними. В будущих исследованиях планируется изучить природу нового состояния, уточнить измеренное сечение с учетом вклада от распадов топ-кварков вне массовой оболочки, включить в теоретические оценки поправки к сечению в высших порядках теории возмущений и возможный вклад цвето-октетных состояний.

https://cds.cern.ch/record/2937636/files/ATLAS-CONF-2025-008.pdf

https://arxiv.org/pdf/2503.22382

Реконструкция события рождения топ-антитоп кварков с инвариантной массой пары 342ГэВ на установке ATLAS

Спектр инвариантной массы топ и антитоп кварков в данных эксперимента ATLAS. Показаны разные области по угловым переменным продуктов распада. Наблюдаемый сигнал квази-связанного состояния показан оранжевой гистограммой