Детектор СMS улучшил ограничение ATLAS на существование контактных взаимодействий

Статистика, мало-помалу накапливающаяся на детекторах Большого адронного коллайдера, уже позволяет физикам проверять разнообразные теоретические модели в недостижимой ранее области энергий. Поскольку отклонений от предсказаний Стандартной модели пока не наблюдается, эти эксперименты устанавливают новые ограничения на свободные параметры моделей. Например, совсем недавно коллаборация ATLAS сообщала о поиске новых контактных взаимодействий кварков. Отрицательный результат поиска позволил установить ограничение на энергетический масштаб такого взаимодействия — 3,4 ТэВ (то есть даже если новые умеренно сильные взаимодействия и существуют в природе, частицы-переносчики не могут быть легче этого значения).

На днях в архиве электронных препринтов появилась статья эксперимента CMS (arXiv:1010.4439), которая усиливает ограничение ATLAS. После изучения всех событий рождения двух адронных струй, найденных в интегральной светимости 2,9 pb^–1, отклонений от Стандартной модели также выявлено не было. Новое ограничение снизу на энергетический масштаб составило уже 4,0 ТэВ.

Эти же данные можно интерпретировать и как ограничение на «внутренний размер» кварков. Если бы кварки были очень компактными, но составными частицами, то при достаточно большой энергии их столкновений наблюдались бы новые контактные взаимодействия, отсутствующие в Стандартной модели. Отрицательный результат CMS означает, что кварки являются точечными частицами вплоть до масштаба примерно 0,5·10^–19 м, что примерно в 20 тысяч раз меньше размера протона.