ATLAS и CMS объединили свои результаты по рождению пар t–анти-t-кварков
На этой неделе эксперименты ATLAS и CMS, которые проводятся на Большом адронном коллайдере (БАК), выпустили совместную научную работу, в которой объединили результаты измерений сечения рождения пар кварков t–анти-t. Это позволило получить наиболее точные сведения о параметрах Стандартной Модели: массе топ-кварка и постоянной сильного взаимодействия.
Допустим, есть два измерения одной и той же физической величины. Как объединить эти результаты? Если измерения независимы, то ответ на этот вопрос написан во всех учебниках по математической статистике, и его изучают на первых курсах ВУЗов. Однако, если между измерениями существует некоторая (возможно, неявная) корреляция, то решение подобной задачи становится нетривиальным, и такие результаты, зачастую, публикуются как отдельные научные работы. Примером такого исследования может служить новая совместная работа двух крупнейших экспериментов на БАК. Коллаборации ATLAS и CMS объединили результаты измерений сечений рождения t–анти-t пар при энергиях системы взаимодействующих протонов 7 и 8 ТэВ, то есть результаты, полученные еще в ходе первого этапа работы БАК в 2011-2012 годах.
Следует сказать, что t (top)-кварк – самая тяжелая элементарная частица СМ – живет настолько мало, что не успевает войти в состав адронов. Масса t-кварка сопоставима с массами тяжелых ядер. Для его рождения необходимы ускорители сверхвысоких энергий. Эта частица была открыта в середине 90-х годов прошлого века на протон-антипротонном коллайдере Тэватрон (эксперименты CDF и D0). В настоящее время ведущими экспериментами, изучающими рождение и распады t-кварков, являются ATLAS и CMS.
При объединении результатов важно учитывать, насколько скоррелированы погрешности индивидуальных измерений в двух различных экспериментах. Экспериментаторы провели тщательный анализ и выявили, что наибольшую корреляцию имеют вклады в систематику измерений от алгоритмов реконструкции адронных струй, описания некоторых фоновых вкладов, а также от использованного набора партонных распределений.
Фото: сайт НИЦ «Курчатовский Институт» — ПИЯФ