Элементы Элементы большой науки

Поставить закладку

Напишите нам

Карта сайта

Содержание
Энциклопедия
Новости науки
LHC
Новости LHC
Мониторы LHC
Результаты, полученные на LHC
LHC в работе
Устройство и задачи LHC
Физика элементарных частиц
Галерея
Картинка дня
Библиотека
Видеотека
Книжный клуб
Задачи
Масштабы: времена
Детские вопросы
Плакаты
Научный календарь
Наука и право
ЖОБ
Наука в Рунете

Поиск

Подпишитесь на «Элементы»



ВКонтакте
в Твиттере
в Фейсбуке
на Youtube
в Instagram



Архив журнала «Химия и жизнь» за 40 лет!

На 4 CD или 1 DVD





Главная / LHC / Новости LHC / LHC

Новости Большого адронного коллайдера

Новости LHC по рубрикам: Детектор ATLAS - Детектор CMS - Детектор ALICE - Детектор LHCb - Прочие эксперименты на LHC - Результаты Тэватрона - Запуск и работа LHC - Технические аспекты LHC - Планы на будущее - Модернизация LHC - Ускорительные и детекторные технологии - Хиггсовский бозон - Суперсимметрия - Проверка Стандартной модели - Поиск Новой физики - Ядерные столкновения - Свойства адронов - Конференции и доклады - Обзоры - Ссылки - Методы обработки данных - LHC в СМИ - ЦЕРН - Образовательные проекты - Персоналии


Четко обрисован научный потенциал будущего коллайдера ILC

На днях в архиве е-принтов появился 52-страничный обзор The Potential of the ILC for Discovering New Particles (arXiv:1702.05333) за авторством очень представительного коллектива физиков. Этот обзор посвящен научному потенциалу будущего линейного электрон-позитронного коллайдера ILC. По сути, это выжимка из сотен опубликованных к настоящему моменту теоретических исследований того, какие научные результаты следует ожидать от этого коллайдера в том или ином сценарии развития физики частиц.

Напомним, что проект линейного электрон-позитронного коллайдера ILC — это лидирующая на сегодня кандидатура на следующий ключевой ускорительный комплекс, который придет на смену Большому адронному коллайдеру. Базовая схема ILC — это длинный, под 50 км, линейный ускоритель электронов и позитронов с суммарной энергией 500 ГэВ. Технологии для этого ускорителя уже давно готовы, и даже выделена площадка под него на территории Японии. Дело осталось за малым: для финансирующих организаций — договориться о вкладах разных стран, а для самих физиков — решиться на этот проект в нынешней ситуации, когда Новая физика еще не открыта. Несмотря на намного более скромную по сравнению с LHC энергию, этот ускоритель будет проводить столкновения в исключительно чистых условиях, без того огромного фона из сотен посторонних адронов, который сильно портит жизнь на LHC. Как следствие, многие важные величины будут измерены на ILC намного точнее, чем на LHC. А это значит, что, сравнив их с предсказаниями Стандартной модели, физики смогут заглянуть еще дальше по шкале энергий и попытаться обнаружить Новую физику.

Представленный обзор перечисляет, на каких именно величинах следует сфокусироваться и какую выгоду по сравнению с LHC можно будет получить. Прежде всего, это тщательное изучение свойств хиггсовского бозона; фактически, ILC будет настоящей фабрикой хиггсовских бозонов. Если на LHC вероятности основных процессов с их участием известны с 20–50-процентной точностью, то на ILC точность улучшится примерно до 1%. Также на ILC станет впервые доступна для измерения важнейшая характеристика хиггсовского бозона: его взаимодействие с самим собой. Есть попытки разглядеть этот процесс и на LHC, но при нынешней статистике это остается безнадежным занятием. Важность этого измерения в том, что он косвенно позволит узнать, как в ранней горячей Вселенной происходил электрослабый фазовый переход, а через него — как возникла асимметрия между веществом и антивеществом в нашей Вселенной.

Очень чистые эксперименты позволят заметить даже очень слабые отклонения от СМ. Так, если в природе существуют новые взаимодействия с тяжелыми частицами-переносчиками, то ILC их косвенно обнаружит вплоть до массы 12 ТэВ. Также на ILC открывается широкий спектр возможностей для открытия суперсимметрии в тех вариантах этой теории, которые не удастся увидеть на LHC из-за огромного адронного фона. Появляются и новые возможности для коллайдерного обнаружения частиц темной материи — и даже их детального изучения, если они будут открыты.

Все эти оценки приведены в обзоре для трех сценариев развития событий в ближайшие годы: когда LHC находит новые сравнительно легкие частицы, новые тяжелые частицы или не находит ничего нового. Как сложится ситуация в реальности, мы пока не знаем. Ключевыми тут станут ближайшие лет 6–7. К этому моменту завершится сеанс LHC Run 3, и коллайдер будет остановлен на несколько лет для перехода к новой фазе — LHC на высокой светимости. В зависимости от результатов LHC станет ясно, насколько оправдано будет вложение средство в ILC по сравнению с альтернативными ускорительными проектами.


Техобслуживание коллайдера идет полным ходом

В январе был заменен один дипольный магнит в секторе 1-2

Продолжается зимняя пауза для техобслуживания коллайдера. Коллайдер сейчас бездействует, но работа в туннеле LHC идет вовсю. Объем запланирован большой, но пока все идет в целом по расписанию даже несмотря на некоторые неожиданности вроде потребовавшейся замены одного из дипольных магнитов.


17.02 | Комментарии (44)

Физики ищут новые коллайдерные подходы к частицам темной материи

Процесс, чувствительный к взаимодействию гипотетических массивных частиц темной материи

Объяснение природы темной материи остается одной из главных задач физики элементарных частиц. Теорий уже много и все время появляются новые. К счастью, многие из них допускают проверку в том числе и на Большом адронном коллайдере. Недавно вышло еще несколько теоретических статей на эту тему.


15.02 | Комментарии (30)

Детектор ATLAS увидел рассеяние света на свете

Рождение двух фотонов умеренно большой энергии в детекторе ATLAS

Коллаборация ATLAS, работающая на Большом адронном коллайдере, сообщила о надежной регистрации знаменитого, но трудного для измерения процесса квантовой электродинамики — рассеяния света на свете. Это удалось сделать после обработки данных по столкновению тяжелых ядер большой энергии в 2015 году. Измеренные характеристики процесса в пределах погрешностей совпадают с предсказаниями Стандартной модели.


CMS публикует подборку результатов по данным 2015 года

Анализ экспериментальных данных в физике частиц занимает месяцы и даже годы. И хотя предварительные результаты появляются на конференциях довольно быстро, между набором данных и выходом научной статьи с результатами их анализа может пройти существенное время. Это нормальный цикл экспериментальной физики частиц.

В 2015 году Большой адронный коллайдер заработал на рекордной энергии столкновений 13 ТэВ. Детекторы тогда набрали относительно скромную статистику, отвечающую интегральной светимости 3–4 fb–1. Самые горячие предварительные результаты были обнародованы в декабре того же года, но анализ других, более сложных процессов продолжался до сих пор. В течение последних недель коллаборация CMS представила с десяток новых статей с анализом данных 2015 года и поиском в них свидетельств Новой физики. Были выполнены поиски суперсимметрии в чисто адронном канале распада (arXiv:1701.01954) и в канале с тремя или более лептонами (arXiv:1701.06940), поиски следов рождения частиц темной материи и экзотических объектов «нечастиц» (arXiv:1701.02042), два варианта поиска новых тяжелых кварков с разными каналами их распада (arXiv:1701.08328 и arXiv:1701.07409) и другие исследования. Полный список последних публикаций можно отслеживать на странице коллаборации. Во всех этих анализах результаты в пределах погрешностей согласуются с предсказаниями Стандартной модели, что позволяет установить новые ограничения на параметры моделей Новой физики.

Сейчас всё внимание приковано к статистике, набранной в 2016 году: она более чем в 10 раз превышает объем данных 2015 года. В августе прошлого года на конференции ICHEP 2016 были показаны предварительные результаты, полученные на основе лишь трети этой статистики, — и они тогда резко изменили картину «поля боя», закрыв несколько намеков на отклонения от Стандартной модели, возникших чуть раньше. Сейчас коллаборации анализируют весь объем данных 2016 года; первые предварительные результаты ожидаются на весенних конференциях и, прежде всего, в марте на конференции Moriond 2017.


Книжка-раскраска познакомит детей с физикой элементарных частиц

На сайте коллаборации ATLAS выложена симпатичная книжка-раскраска, посвященная элементарным частицам и детектору ATLAS. Книжка рассчитана на детей 5–9 лет и позволит им познакомиться как с самими элементарными частицами, так и с методами их детектирования, а также с учеными, которые эти частицы изучают. PDF-файл свободно доступен для скачивания. Пользуясь случаем, напомним, что ЦЕРН создал также специальный сайт CERNLand, на котором дети в игровой форме могут подробнее узнать о современной физике микромира и экспериментальной технике.


13.02 | Комментарии (15)

Данные CMS помогут разобраться с недавно появившейся загадкой космических лучей

Зависимость сечения рождения частиц от энергии, измеренной детектором CASTOR

Опубликованы результаты анализа частиц, вылетающих в направлениях, очень близких к оси столкновений. Этот анализ коллаборация CMS провела на основе данных, накопленных в 2015 году. Цель исследования — улучшить существующие модели атмосферных ливней, которые порождаются частицами космических лучей сверхвысокой энергии, а также с проявившимся в конце прошлого года расхождением между теоретическими предсказаниями и данными детектора обсерватории им. Пьера Оже.


02.02 | Комментарии (11)

Физики подводят промежуточные итоги изучения распадов B-мезонов

Величины R(D) и R(D*)

В ожидании новых данных по отклонениям в распадах В-мезонов, физики подводят промежуточный итог всей этой области исследований, сводя воедино результаты последних лет. На днях в журнале Modern Physics Letters A была опубликована обзорная статья, в которой дается сводка результатов относительно кварковых распадов b → c и b → u, приводятся данные разных экспериментов и предсказания разных теоретических групп. А в конце декабря рабочая группа HFAG завершила очередное усреднение всех экспериментальных результатов по свойствам B-мезонов, D-мезонов и тау-лептона. Эти результаты тоже недавно стали доступны.


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.


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 | Комментарии (29)

Теоретики обсуждают новое отклонение в данных ATLAS

Рождение пары топ-скварков и вариант их распада
Загадки LHC. Поиск суперсимметрии — 3

На прошедшей в августе 2016 года конференции ICHEP на основании большого объема данных Run 2 были закрыты многие намеки на отклонение от Стандартной модели. Однако тогда же коллаборация ATLAS сообщила, что видит новое отклонение в канале «лептон + адронные струи + потерянный поперечный импульс». Недавно появилось несколько публикаций с вариантами объяснения этого процесса.


Данные 2016 года окончательно закрыли недавний намек на суперсимметрию

Распределение прошедших отбор событий по инвариантной массе лептонной пары по данным ATLAS 2015 и 2016 годов
Загадки LHC. Поиск суперсимметрии — 2

В начале 2015 года коллаборации ATLAS и CMS заявили, что видят намеки на отклонения от Стандартной модели. Детектор ATLAS видел отклонение в форме пика при массе Z-бозона на графике инвариантных масс лептонной пары, а CMS видел клинообразное превышение при инвариантной массе строго меньше Z-бозона. Ранее в 2016 году коллаборация CMS уже признала, что с учетом новых данных ее намек пропал. К концу года к такому же выводу пришли и сотрудники ATLAS.


Блог проекта AMVA4NewPhysics рассказывает о тонкостях анализа данных LHC

Все крупные проекты по физике элементарных частиц включают в себя и образовательные инициативы. Это касается не только экспериментальных групп, работающих с конкретной установкой, но и коллективных грантов. Один из примеров таких грантов с мощной образовательной составляющей — это проект AMVA4NewPhysics, финансируемый европейской научной рамочной программой Horizon2020 через программу Marie Sklodowska-Curie Innovative Training Network. Проект AMVA4NewPhysics связывает девять научных коллективов по физике элементарных частиц и несколько партнерских организаций в единую научно-образовательную сеть. Задача проекта — разработать и внедрить еще более мощные статистические методы для анализа данных Большого адронного коллайдера, а также обучить этим методам молодых исследователей.

В рамках этого проекта активно ведется коллективный научно-популярный блог, посвященный тонкостям анализа данных LHC. Некоторые из записей этого блога вполне адаптированы для широкой публики, интересующейся работой коллайдера. Например, в сообщении Brazil Bands: What Are They? рассказывается о том, как «читать» традиционный зелено-желтый график поисков новых частиц или явлений. Его часто называют «бразильским» — по цветам бразильского флага. Читатели нашего проекта неоднократно с ним встречались еще несколько лет назад, когда хиггсовский бозон искали на Тэватроне и LHC (см., например, новость Представлены первые серьезные данные LHC по поиску бозона Хиггса).

Другая история про статистический анализ, Story of a Failed Resonance, касается недавнего «открытия» на DZero нового тетракварка и последовавшего почти сразу закрытия его экспериментом LHCb (см. наши сообщения Тэватрон нашел еще один тетракварк и LHCb ставит под сомнение реальность обнаруженного недавно тетракварка X(5568)). Другие сообщения рассказывают о тонкостях работы различных алгоритмов анализа данных.

Хотя блог ориентирован на молодых исследователей и потому технически чуть более сложен, чем наш проект, его всё равно можно порекомендовать всем, кто интересуется работой LHC. К тому же многие сообщения касаются не непосредственно науки, а повседневной жизни молодых исследователей в разных странах.


Детекторы LHC готовятся к режиму «LHC на высокой светимости»

В соответствии с утвержденным ЦЕРНом долгосрочным планом работы Большого адронного коллайдера, нынешний сеанс Run 2 продлится до конца 2018 года. Затем в 2020–2022 годах пройдет сеанс Run 3, а начиная примерно с 2025 года коллайдер вступит в новую фазу — HL–LHC, то есть «LHC на высокой светимости». Предполагается, что мгновенная светимость коллайдера возрастет по сравнению с нынешним уровнем в 4–6 раз. Но во столько же раз возрастет и «эффект нагромождения» (pile-up): при каждом пересечении сгустков будет происходить по 100–200 отдельных независимых протон-протонных столкновений, в каждом из которых будут рождаться многочисленные адроны. Распутать следы от этих столкновений станет еще сложнее, и к тому же резко возрастет радиационная нагрузка на сам детектор и на его электронику. Для того чтобы справиться со всеми этими требованиями, понадобится серьезная модернизация всех детекторных компонентов.

Хотя все эти сложности придется преодолевать только в следующем десятилетии, работа над проектом модернизации детекторов ведется уже давно. В октябре 2016 года под эгидой Европейского комитета по будущим ускорителям (ECFA) пошла третья рабочая конференция, посвященная всему этому кругу вопросов. Слайды с презентациями находятся в свободном доступе на сайте конференции, краткий рассказ о ней опубликован на сайте ЦЕРНа. В докладах обрисован текущий статус работ и планы на будущее в каждом из крупных детекторов LHC, а также обсуждаются общие технические трудности, в частности система охлаждения и радиационно-стойкая электроника. Планирование апгрейда детекторов для HL–LHC должно завершиться в 2017 году публикацией подробных технических проектов (TDR, Technical design report). После их одобрения начнется фаза изготовление и тестирования прототипов.


29.12.2016 | Комментарии (14)

Опубликована видеозапись лекции Игоря Иванова про Большой адронный коллайдер

Фонд Траектория опубликовал видеозапись научно-популярной лекции «Большой адронный коллайдер: сезон второй», которую Игорь Иванов прочитал 11 ноября в рамках Фестиваля премии «Просветитель» в Президентском физико-математическом лицее №239 Санкт-Петербурга. Лекция начинается с краткого введения в физику элементарных частиц и описания Стандартной модели и ее недостатков. Затем рассказывается про то, как устроен и как работает коллайдер, перечисляются некоторые результаты первого сеанса его работы, а завершается лекция историей со злополучным двухфотонным всплеском на 750 ГэВ и реакцией на него научного сообщества. Что касается практической пользы от исследований элементарных частиц — вопрос, который часто задают на таких лекциях, — то про это рассказывается в другой лекции Игоря Иванова: «Отсыпьте мне сто грамм частичек!».


28.12.2016 | Комментарии (5)

Вышел подробный обзор о форвард-физике на LHC

В журнале Journal of Physics G: Nuclear and Particle Physics опубликован в открытым доступе 350-страничный обзор LHC forward physics, посвященный так называемой форвард-физике на Большом адронном коллайдере; препринт этой статьи есть в архиве е-принтов (arXiv:1611.05079). Форвард-физикой, или адронной дифракцией, традиционно называют подраздел физики сильных взаимодействий, изучающий такие столкновения адронов большой энергии, в которых все рожденные частицы летят почти вперед (отсюда и слово forward). На диаграмме быстрота-угол такие события характеризуются большой щелью по быстроте. За такие события отвечает коллективный сильновзаимодействующий объект померон и другие подобные образования. Изучение закономерностей таких событий позволяет «прощупать» сильные взаимодействия с новой стороны, недоступной в других процессах, поэтому форвард-физика фигурирует отдельным пунктом в научной программе LHC.

Мы уже писали о нескольких примерах таких исследований: TOTEM изучил упругое рассеяние протонов в недоступной ранее области, ATLAS измерил полное сечение протонных столкновений, Блог ATLAS рассказывает о тонкостях изучения «мягких» адронных процессов и другие. Опубликованный обзор подробно освещает теоретическую сторону дела этих и других таких процессов, технические аспекты работы детекторов, а также полученные на LHC результаты.


20.12.2016 | Комментарии (1)

Вышел подробный отчет о мониторах светимости на LHC

Схема размещения монитора светимости по отношению к точке столкновений (IP) и геометрии пучков

Специальные технические детекторы — мониторы светимости — измеряют светимость в реальном времени. Они представляют собой особые датчики нейтральных частиц, которые установлены в 140 метрах по обе стороны от точки столкновения пучков в детекторах ATLAS и CMS. Публикация в архиве е-принтов подробно рассказывает про устройство, принцип работы, установку и отладку этих детекторов, а также про накопленный за прошедшие годы опыт работы.


17.12.2016 | Комментарии (21)

Двухструйные события на энергии 13 ТэВ не показали ничего необычного

При выходе на новые рубежи по энергии или светимости физики первым делом проверяют, нет ли в набранных данных каких-то бросающихся в глаза отклонений от Стандартной модели. Один из самых простых вариантов такого анализа — это поиск тяжелых резонансов, то есть подозрительных всплесков сечения рождения того или иного набора частиц при сканировании по их суммарной энергии (а точнее, по инвариантной массе). В последние год-два таких подозрительных всплесков на LHC встречалось немало: это и двухбозонный сигнал при 2 ТэВ, и злополучный двухфотонный всплеск при 750 ГэВ, и некоторые другие отклонения. И хотя они впоследствии были закрыты, физики продолжают поиски, поскольку каждый новый объем данных может скрывать в себе жемчужину.

Недавно коллаборация CMS выпустила статью с результатами поиска новых резонансов в рождении двух адронных струй большой энергии (arXiv:1611.03568). Подробный рассказ о таких событиях см. в нашей прошлогодней новости Многоструйные события при 13 ТэВ не принесли сюрпризов. Тогда обе коллаборации обработали данные 2015 года (интегральная светимость составляла 2–3 fb–1). Сейчас CMS провел этот же анализ на впятеро большей статистике, с интегральной светимостью 12,9 fb–1. Просканировав область инвариантных масс двух адронных струй от 0,6 ТэВ и почти до 8 ТэВ, коллаборация не заметила никаких резонансов: распределение по инвариантной массе оказалось довольно гладким, без существенных всплесков. В рамках разных экзотических моделей были установлены ограничения снизу на массу гипотетических резонансов порядка нескольких ТэВ.


16.12.2016 | Комментарии (7)

Невидимые распады бозона Хиггса пока не замечены

Бозон Хиггса может распадаться на самые разные комбинации частиц. Многие из них доступны измерению, и все их следует внимательно изучить в поисках хоть каких-то отклонений от Стандартной модели. Среди них есть особенно любопытная возможность — «невидимый распад», то есть распад на частицы, которые не оставляют никакого следа в детекторе. В рамках Стандартной модели такой распад возможен с ничтожной вероятностью — примерно 0,1%; роль невидимых частиц играют две пары нейтрино. Однако в теоретических моделях за пределами СМ часто встречаются новые легкие частицы (например, частицы-кандидаты в темную материю), на которые бозон Хиггса тоже может распадаться. Если в природе реализуется такая ситуация, то вероятность невидимого распада может резко вырасти по сравнению с СМ.

Невидимый распад бозона Хиггса можно обнаружить на LHC по импульсу отдачи, который приобретают другие, обычные частицы, родившиеся вместе с бозоном Хиггса. В столкновении протонов лоб в лоб рождается набор частиц, которые разлетаются в разные стороны. Хиггсовский бозон распадается на невидимые частицы и избегает регистрации, но остальные частицы хорошо видны. Измерив их импульсы, детектор видит дисбаланс поперечного импульса. Набрав статистику таких событий и построив распределения по потерянному импульсу, можно опознать в них «отпечаток» невидимого распада бозона Хиггса.

Поиски таких событий уже проводились в 2013 году, и никакого намека на невидимый распад тогда найдено не было. Сейчас, имея на руках первые данные сеанса Run 2, набранные еще в 2015 году, коллаборация CMS выполнила новый поиск такого распада при энергии столкновений 13 ТэВ. Статья с результатами этого исследования на энергиях 7, 8 и 13 ТэВ появилась недавно в архиве е-принтов (arXiv:1610.09218). Общий вывод остается тем же, что и раньше: намеков на невидимый распад пока не видно, а ограничение сверху на его вероятность составляет 24% на уровне статистической значимости 95%.

Детектор ATLAS увидел аналогичную картину, но официальная статья этой коллаборации пока не вышла. Впрочем, предварительные результаты обеих коллабораций были представлены еще в августе на конференции ICHEP 2016.


14.12.2016 | Комментарии (1)

Зимняя пауза продлится до конца марта

План запуска цепочки ускорителей в начале 2017 года

Каждый год Большой адронный коллайдер останавливается на зимние праздники. В 2017 году зимняя пауза продлится на два месяца больше обычного. Это время требуется для многочисленных ремонтных работ и для тщательнейшего тестирования магнитной системы с прицелом на повышение энергии с 13 до 14 ТэВ.


13.12.2016 | Комментарии (9)

На LHC прошел сеанс протон-ядерных столкновений

Одно из первых протон-ядерных столкновений, зарегистрированных 10 ноября детектором ALICE

По сложившейся уже традиции в конце типичного ускорительного года LHC примерно месяц отводится на столкновения тяжелых ионов для изучения эффектов кварк-глюонной плазмы. В этом году такой сеанс прошел с 10 ноября по 5 декабря, сталкивали протоны и ядра свинца. За это время была накоплена светимость почти 200 nb−1, сейчас все основные коллаборации приступили к анализу данных.


09.12.2016 | Комментарии (6)

Коллайдерный 2016 год завершен

Ход набора статистики в 2016 году по сравнению с исходными планами, а также в сравнении с другими годами

Работа Большого адронного коллайдера в 2016 году завершилась в ночь на 5 декабря. Собственно протонные столкновения — основной режим работы LHC — финишировали еще за месяц до этого, 27 октября, а последний месяц коллайдер проработал в режиме протон-ядерных столкновений. Благодаря слаженной работе техников, этот год оказался рекордным и по темпам набора статистики, и по суммарному ее объему.


24.10.2016 | Комментарии (8)

TOTEM изучил упругое рассеяние протонов в недоступной ранее области

Зависимость сечения упругого рассеяния протонов от величины t

Коллаборация TOTEM выложила на днях подробнейший отчет об одном из самых главных своих измерений — упругом протон-протонном рассеянии на малые углы. Ученым удалось достигнуть области интерференции двух типов этого рассеяния — померонного и фотонного обменов — и измерить важную характеристику померона, так называемый ρ-параметр.


19.10.2016 | Комментарии (14)

Проект Higgs Hunters по вовлечению широкой публики в анализ данных коллайдера выпустил свой первый отчет

Коллаборации, работающие на Большом адронном коллайдере, стараются не замыкаться в себе и постоянно предлагают способы взаимодействия с обществом (см. подраздел новостей LHC Образовательные проекты). Это и образовательные проекты для учителей и школьников, и мероприятия для широкой публики, включая и варианты прямого участия всех желающих в реальной научной работе.

Два года назад мы писали про один такой проект, Higgs Hunters. В нем добровольцам предлагается своими собственными глазами поискать следы необычных распадов хиггсовского бозона, которые компьютерные алгоритмы могут проглядеть. И вот сейчас появился первый отчет, в котором сравнивается способность человека и компьютера опознавать необычные конфигурации событий (A. J. Barr, C. W. Kalderon, A. C. Haas, 2016. ‘That looks weird’ — evaluating citizen scientists' ability to detect unusual features in ATLAS images of LHC collisions). За прошедшее время в проекте поучаствовало 32 тысячи человек со всего мира; они проанализировали свыше миллиона деталей на 39 тысячах показанных им событий. Оказалось, что эффективность опознавания необычных элементов и процент ошибочного срабатывания у людей и у компьютерного алгоритма сравнимы друг с другом. Научные результаты этого упражнения пока не приводятся, однако авторы делают вывод, что налицо явный «аппетит» широкой публики к такого рода проектам.


18.10.2016 | Комментарии (1)

LHCb не нашла эффектов CP-нарушения в сильных распадах мезонов

Одна из загадок Стандартной модели — это происхождение CP-нарушения (краткое введение и ссылки см. в недавней новости на эту тему). Сейчас достоверно известен только один источник CP-нарушающих эффектов в нашем мире — это слабые взаимодействия. Однако остается неясным, как именно это нарушение там оказалось; такие вопросы выходят за рамки Стандартной модели. В нейтринной физике, похоже, наклевывается второй источник, но его происхождение пока под вопросом. В сильных взаимодействиях CP-нарушение теоретически тоже могло бы работать, но, по какому-то не вполне понятному закону, оно там не проявляется. Наконец, есть очевидный факт: в нашей Вселенной частицы преобладают над античастицами. Это возможно только потому, что в ранней Вселенной сработал еще какой-то механизм CP-нарушения. Но что это был за механизм — пока что совершенно неизвестно.

В поисках ответов на эти вопросы физики ищут процессы, которым помогут взглянуть на CP-нарушение с новой стороны. Так, на днях коллаборация LHCb отчиталась о поиске CP-нарушающих распадов мезонов \(\eta\to\pi^+\pi^-\) и \(\eta'\to\pi^+\pi^-\) (публикация arXiv:1610.03666). Обе исходные частицы, η и η', имеют отрицательную CP-четность, а конечное состояние из двух пи-мезонов — положительную. Получается, в ходе такого распада CP-четность нарушается. С точки зрения кваркового подсчета оба распада не требуют превращений кварков, а значит, в принципе могли бы происходить только за счет сильного взаимодействия — если бы, конечно, оно умело нарушать CP-четность. Но оно не нарушает. Поэтому Стандартная модель предсказывает, что, даже если эти распады и идут, их вероятность совершенно мизерная, меньше 10−17. А это значит, что если вдруг эксперимент их обнаружит, то это укажет на какой-то совершенно новый источник и станет огромным шагом вперед в понимании CP-нарушения.

Коллаборация LHCb сообщает, что, обработав данные Run 1 и первую порцию данных Run 2 и использовав при этом новую методику поиска таких распадов, она никакого достоверного сигнала не обнаружила. Были установлены ограничения сверху на вероятности этих распадов: 16 миллионных для η и 18 миллионных для η'. В будущем, при накоплении статистики, эти ограничения сверху удастся снизить еще больше.


26.09.2016 | Комментарии (19)

Асимметрия между материей и антиматерией впервые обнаружена в распадах барионов

Коллаборация LHCb, изучающая на Большом адронном коллайдере рождение и распады прелестных адронов, методично выполняет пункт за пунктом своей научной программы и регулярно открывает новые эффекты. Вот и сейчас в своей новой статье Measurement of matter-antimatter differences in beauty baryon decays коллаборация сообщает, что ей впервые удалось обнаружить эффекты CP-нарушения в распадах барионов.

CP-нарушение — это несимметричность законов микромира относительно замены всех частиц на античастицы (C-преобразование) и одновременного отражения всех координатных осей (P-преобразование). Именно благодаря CP-нарушению во Вселенной вещество преобладает над антивеществом и, как следствие, существуют звезды, планеты и мы с вами. То, что законы элементарных частиц сильно несимметричны относительно одного лишь C- или одного лишь P-преобразования, это не так удивительно, поскольку это заложено устройством Стандартной модели. Но вот слабая несимметричность относительно одновременного преобразования C и P — это загадка, ибо Стандартная модель этого не требует. Описать этот эффект в ее рамках можно (и за это, кстати, была дана половина Нобелевской премии по физике за 2008 год), объяснить — нет.

Эффекты CP-нарушения известны физикам уже более полувека. Проявляются они, например, так. Физики изучают определенный распад какой-то частицы и сравнивают его с аналогичным распадом ее античастицы (все дочерние частицы тоже должны быть с приставкой анти-). Если их вероятности не совпадают или же если они имеют разное угловое распределение, то делается вывод о наблюдении различий между свойствами материи и антиматерии — это и есть CP-нарушение.

До сих пор все такие эффекты наблюдались исключительно в распадах и осцилляциях мезонов, то есть частиц, состоящих из кварка и антикварка. В принципе, прелестные барионы (адроны, состоящие из трех кварков, в том числе и b-кварка) тоже могли бы демонстрировать такие эффекты, но их наблюдать намного сложнее. Во-первых, таких барионов рождается меньше, чем мезонов, а во-вторых, их распады более сложные и потому эффекты там более тонкие. Тем не менее теоретики ожидали, что достаточно прозорливый эксперимент (и здесь реверанс в сторону LHCb) мог бы их заметить.

Наконец это произошло. В своей статье Measurement of matter-antimatter differences in beauty baryon decays, появившейся в архиве епринтов неделю назад, коллаборация LHCb рассказывает об изучении распадов \(\Lambda_b\)-бариона (кварковый состав udb) \(\Lambda_b\to p \pi^- \pi^+\pi^-\) и \(\Lambda_b\to p \pi^- K^+K^-\), а также аналогичных распадов их античастиц \(\overline{\Lambda_b}\). Сравнивать количество событий с нужными распадами \(\Lambda_b\) и \(\overline{\Lambda_b}\) не слишком полезно, поскольку погрешность тут большая. Но можно проанализировать кинематические предпочтения в каждом типе распада (какие мезоны куда вылетают) и сравнить уже их.

Этот анализ был проведен на основе всей статистики сеанса Run 1, и он показал заметное отличие от «нулевой гипотезы», то есть от предположения, что никаких CP-нарушающих эффектов нет. Статистическая значимость отклонения составила 3,3σ. Такое число интерпретируется еще не как открытие, а как «указание на существование». Однако поскольку эффект вполне ожидаем, можно рассчитывать, что при обработке сеанса Run 2 он дорастет и до полноценного открытия.


23.09.2016 | Комментарии (9)

LHCb открыл рекордно редкий адронный распад B-мезонов

Распределение числа событий, прошедших все критерии отбора, по инвариантной массе K+K–-пары. Вклад искомого процесса показан сине-зеленым цветом

Поиск и изучение редких распадов B-мезонов — один из ключевых пунктов научной программы детектора LHCb, да и вообще всего Большого адронного коллайдера. на прошедшей в августе конференции ICHEP 2016, коллаборация LHCb сообщила, среди прочего, об открытии еще более редкого, даже рекордно редкого чисто адронного распада B-мезона — на каон-антикаонную пару \(B^0\to K^+K^-\).


22.09.2016 | Комментарии (2)

Темп рождения прелестных адронов растет с энергией не так, как предсказывала теория

Отношение сечений рождения прелестных адронов при повышении энергии столкновений с 7 ТэВ до 13 ТэВ

Хотя на прошедшей в августе конференции ICHEP 2016 главный тон задавали коллаборации ATLAS и CMS, много докладов представила и коллаборация LHCb, работающая на специализированном асимметричном детекторе, который заточен под B-физики (то есть изучение рождения и распадов прелестных адронов). И среди этих результатов тоже встречаются загадки, требующие объяснений.


14.09.2016 | Комментарии (7)

CMS выпустила статью про поиск двухфотонных резонансов

Двухфотонный резонанс при 750 ГэВ, полгода будораживший научное сообщество в физике элементарных частиц, безоговорочно пал под тяжестью данных 2016 года, которые коллаборации ATLAS и CMS обнародовали месяц назад на конференции ICHEP 2016. Тогда, в августе, это были лишь предварительные сообщения, подготовленные к началу конференции. На днях CMS завершила этот анализ и выложила в архиве е-принтов полноценную статью (Search for high-mass diphoton resonances in proton-proton collisions at 13 TeV and combination with 8 TeV search). Вердикт двухфотонному пику остался неизменным: никакого намека на этот резонанс, а также на резонансы при какой-либо иной массе, в новых данных нет.


13.09.2016 | Комментарии (8)

Отклонение, напоминавшее заряженный бозон Хиггса, исчезло

Загадки LHC. Заряженный бозон Хиггса

В конце прошлого года коллаборация ATLAS, завершая обработку результатов сеанса Run 1, сообщила о намеках на отклонение в канале рождения топ-антитоп пары вместе с b-кварками. Топ-кварки регистрировались по адронным распадам плюс один лептон. В зависимости от количества родившихся струй было проведено несколько вариантов анализа. После их объединения оказалось, что суммарное число событий несколько выше, чем ожидалось от одного лишь фона Стандартной модели. Отклонение напоминало проявления рождения и адронного распада заряженного бозона Хиггса, а его статистическая значимость достигала 2,4σ. Подробнее о той работе см. в новости ATLAS видит отклонение, напоминающее заряженный бозон Хиггса.

Надо сказать, что фоновое рождение нескольких адронных струй и b-кварков — это процесс, который трудно рассчитать теоретически. Какое бы численное моделирование ни использовалось, в конце все равно приходится подправлять описание фона с учетом накопленных данных. Поэтому хотя ATLAS в декабре и сообщила о некотором отклонении, она отметила, что оно вполне может оказаться артефактом не вполне корректного учета фона.

В августе этого года ATLAS повторила этот анализ на статистике 2016 года; предварительное сообщение за номером ATLAS-CONF-2016-089 доступно на сайте группы. Отклонение исчезло. Было установлено ограничение сверху на сечение рождения заряженного бозона Хиггса разных масс с последующим его распадом на топ-анти-b-пару, и это ограничение находилось в теоретически ожидаемом диапазоне. ATLAS проверила также другой распад заряженного бозона Хиггса (на тау-лептон и нейтрино) и тоже ничего необычного там не нашла (см. публикацию ATLAS-CONF-2016-088). Таким образом, мелькнувшая было новая загадка LHC так же быстро закрылась.


12.09.2016 | Комментарии (1)

Коллайдер выполнил техническую программу-минимум на этот год

Темп набора статистики протонных столкновений в детекторе ATLAS в разные годы работы

Когда в начале этого года специалисты составляли расписание работы Большого адронного коллайдера, они рассчитывали накопить в 2016 году интегральную светимость 25 fb−1. И этот — довольно консервативный — план уже выполнен: несмотря на мелкие поломки и вызванные ими простои в работе, к концу августа оба главных детектора накопили запланированную на этот год светимость. Сейчас набор данных продолжается.


21.08.2016 | Комментарии (17)

ICHEP 2016: Тяжелых экзотических частиц по-прежнему не видно

Событие рождения двух адронных струй с инвариантной массой 7,7 ТэВ

На прошедшей конференции ICHEP 2016 были представлены результаты по поиску каких-либо отклонений в рождении следующих комбинаций частиц: две или больше адронные струи, парное рождение b-струй, электрон-позитронные или мюон-антимюонные пары, лептонные пары одинакового знака заряда, двухфотонные пары, пары Zγ, и другие. Ни в одном из каналов никаких отклонений с глобальной статистической значимостью выше 1,5σ обнаружено не было.


20.08.2016 | Комментарии (9)

Тяжелый пентакварк окончательно подтвержден

В прошлом году коллаборация LHCb неожиданно для всех сообщила об открытии пентакварка — адрона, состоящего из четырех кварков и одного антикварка (подробности читайте в новости Открыт адрон нового типа — пентакварк со скрытым очарованием, «Элементы», 15.07.2015). В принципе, законы сильного взаимодействия не запрещают кваркам собираться в такие комбинации, но по какой-то причине они долгое время физикам не встречались. В начале 2000-х годов вокруг этого вопроса даже разыгралась настоящая драма, когда несколько разных экспериментов сначала бодро заявляли о наблюдении легкого пентакварка, а потом столь же дружно закрыли его после набора большей статистики. Краткий исторический экскурс со ссылками можно найти в заметке В. Копелиовича «Продолжение пентакварковой драмы» и в упомянутой выше новости.

После тех событий физики довольно настороженно относятся к сообщениям о наблюдении экзотических адронов, и в особенности пентакварков. Однако приведенные LHCb свидетельства в пользу существования новой тяжелой частицы Pc(4450)+ с кварковым составом uudc-анти-c (пентакварка со скрытым очарованием) были настолько впечатляющими, что мало кто сомневался в его реальности. Достаточно сказать, что статистическая значимость отклонения достигала 12σ, а фаза амплитуды вырисовывала красивую петлю на диаграмме Аргана, характерную для полноценной новой частицы. На самом деле, в данных тогда было и второе пентакварковое отклонение Pc(4380)+ со статистической значимостью 9σ, но его интерпретация в терминах новой частицы не выглядела столь однозначной.

На днях коллаборация LHCb окончательно развеяла все сомнения в реальности этих частиц. В журнале Physical Review Letters вышли две подряд статьи коллаборации, посвященные этой теме. В одной из них дается новое, улучшенное описание того же самого процесса распада тяжелого бариона \( \Lambda_b^0 \to J/\psi K^- p \), в котором пентакварки и были обнаружены. В новом анализе коллаборация устранила последнюю лазейку, которая в принципе могла бы скомпрометировать вывод, — плохо учитываемый вклад множества резонансов в каон-протонной системе. Сейчас LHCb проанализировал данные таким способом, который уже не зависит от предположений об этой системе, — и на уровне статистической значимости около 10σ необходимость в пентакварковых резонансах остается.

Во второй статье LHCb сообщает об аналогичном анализе другого распада, \( \Lambda_b^0 \to J/\psi \pi^- p \). Замена К-мезона на пион меняет форму распределения и вклады от посторонних резонансов (на этот раз, в пион-протонной системе). Тем не менее, анализ показал, что одними только известными частицами данные не объяснить. На уровне статистической значимости как минимум 3σ требуется вводить один или оба пентакварка, либо тетракварк Zc(4200), обнаруженный ранее в эксперименте Belle. Наилучшее описание возникает при учете всех трех экзотических частиц. Таким образом, этот процесс дополнительно подкрепляет открытие тяжелых пентакварков со скрытым очарованием.


19.08.2016 | Комментарии (10)

ICHEP 2016: Всплеск при 2 ТэВ закрыт

Событие рождения пары W или Z-бозонов с адронным распадом каждой из частиц
Загадки LHC. WZ-пик при 2 ТэВ

Год назад коллаборация ATLAS доложила, что видит в данных Run 1 по распадам пар W и Z-бозонов превышение при энергии 2 ТэВ. Однако более поздние публикации коллаборации поставили под сомнение реальность этого отклонения, а обнародованные на конференции ICHEP 2016 данные ставят точку в этой истории: сейчас ни о каком отклонении речи уже не идет.


16.08.2016 | Комментарии (6)

Опубликованы первые результаты эксперимента MoEDAL

Гипотетический магнитный монополь

Эксперимент MoEDAL ищет гипотетические тяжелые стабильные высокоионизирующие частицы. Это могут быть экзотические частицы с электрическим зарядом, многократно превышающим заряд электрона, либо магнитные монополи. Недавно вышла статья с результатами анализа первого сеанса работы детектора, проходившего с сентября по декабрь 2012 года. Результат этого поиска оказался отрицательным.


16.08.2016 | Комментарии (10)

Обновление страницы «Загадки Большого адронного коллайдера»

Обновился раздел Загадки Большого адронного коллайдера, посвященный отклонениям от Стандартной модели, которые обнаружил коллайдер. Сейчас там запечатлена ситуация по состоянию на июль 2016 года, непосредственно перед судьбоносной конференцией ICHEP 2016. Новый срез этой постоянно меняющейся картины будет сделан через пару месяцев.


11.08.2016 | Комментарии (7)

ICHEP 2016: ttH-аномалия пока держится

Событие-кандидат в рождение комбинации топ-антитоп-хиггс с многолептонным каналом распада
Загадки LHC. Комбинация топ-антитоп-хиггс

Хотя хиггсовский бозон выглядит в данных Большого адронного коллайдера очень стандартным, пара любопытных отклонений от Стандартной модели у него всё же обнаружилась по итогам сеанса Run 1. Одно из них — это аномально высокая вероятность рождения бозона Хиггса вместе с топ-антитоп-кварковой парой, или ttH-отклонение. Это один из редких каналов рождения бозона Хиггса, довольно сложный для выделения. Физики вообще не рассчитывали его увидеть в данных Run 1, но, к своему удивлению, увидели.


11.08.2016 | Комментарии (23)

ICHEP 2016: намеков на суперсимметрию, за одним исключением, пока не видно

Поиск суперсимметрии в результатах 2016 года стал одной из тем, по которым коллаборации ATLAS и CMS представили на конференции ICHEP 2016 больше всего докладов (см. материалы параллельной сессии Beyond the Standard Model, а также список подготовленных для конференции статей ATLAS и CMS). Такое изобилие связано с тем, что суперсимметрия, в зависимости от конкретной реализации, может проявляться самыми разными способами, и все их физики хотят изучить.

Подавляющее большинство представленных результатов не показали никакого существенного отклонения от Стандартной модели. Впрочем, в одном из каналов поиска ATLAS обнаружил занятное отклонение: было зарегистрировано 35 событий при ожидаемом фоне 17±2. Формально, это отклонение имеет статистическую значимость 3,3σ (см. публикацию ATLAS-CONF-2016-050). Но ему пока не стоит придавать большого значения: при таком большом разнообразии вариантов поиска где-нибудь флуктуации такого масштаба могли произойти. Тем не менее в будущем этот канал потребуется изучить более внимательно.


10.08.2016 | Комментарии (5)

ICHEP 2016: CMS подбирается к ширине хиггсовского бозона

Как мы уже сообщали, хиггсовский бозон отлично виден в данных 2016 года, в том числе и через распад на ZZ-пару. Когда представитель коллаборации CMS рассказывал на конференции ICHEP 2016 про этот канал, он отметил еще один побочный результат, который можно отсюда получить: ограничение сверху на ширину бозона Хиггса.

Вообще, ширина нестабильной частицы — это как бы неопределенность ее массы, возникающая из-за того, что частица не живет бесконечно долго. Чем меньше время жизни частицы, тем большее ее ширина. Измерив ширину, можно проверить, например, не распадается ли она на какие-то невидимые детектором частицы (а некоторые модели Новой физики как раз предполагают, что хиггсовский бозон на это способен).

Для стандартного бозона Хиггса предсказывается ширина 4,1 МэВ. Это слишком мало, чтобы измерить ее напрямую, поскольку погрешности измерения энергий частиц на LHC составляют сотни МэВ. Однако несколько лет назад был предложен, а затем и реализован косвенный метод — через сравнение ZZ-рождения прямо на хиггсовском пике и вдали от него (объяснение и первые результаты см. в новости Новый метод позволил наложить рекордное ограничение на время жизни хиггсовского бозона). Два месяца назад сюда же был включен WW-канал распада. Окончательное ограничение сверху на ширину бозона по результатам Run 1 составило 13 МэВ — всего втрое больше ожидаемого значения.

И вот сейчас CMS провела аналогичный анализ данных 2016 года (публикация CMS HIG-16-033). Ограничение сверху получилось далеко не таким впечатляющим, как раньше: ширина < 41 МэВ. Связано это, по-видимому, со статистическими флуктуациями в данных. В Run 1 флуктуация была отрицательная (и ограничение получилось куда более жестким, чем рассчитывали), а в Run 2 — положительная (и потому ограничение оказалось хуже ожидаемого). Так или иначе, по мере дальнейшего набора статистики точность будет возрастать, и рано или поздно коллайдер сможет измерить ширину хиггсовского резонанса.


10.08.2016 | Комментарии (7)

ICHEP 2016: Добавлены новые штрихи к «портрету» бозона Хиггса

Пример события в детекторе CMS с одинокой адронной струей, уносящей поперечный импульс около 1,5 ТэВ

Данные ATLAS и CMS, набранные буквально за пару месяцев 2016 года, уже показывают нам столь же подробный «портрет» хиггсовского бозона, как и весь трехлетний сеанс Run 1. Так, в двух основных каналах распада бозона — на два фотона и на ZZ-пару — хиггсовский сигнал уже виден на уровне статистической значимости 10σ. А это значит, что можно приступать к исследованию всех остальных его свойств.


09.08.2016 | Комментарии (19)

ICHEP 2016: Хиггсовский бозон отлично виден в новых данных

Рис. 1. Доклады на одной из параллельных секций конференции ICHEP 2016

В первый рабочий день конференции ICHEP 2016 коллаборации ATLAS и CMS показали целый ряд хиггсовских результатов на основе статистики, набранной уже в этом году. Одновременно с этими докладами на сайтах коллабораций появились предварительные статьи с подробностями анализа. В максимально сжатом виде, результат таков: хиггсовский бозон прекрасно виден в данных 2016 года практически на том же месте и с теми же свойствами, и коллайдер приступил к еще более детальному его изучению.


08.08.2016

Пленарные доклады ICHEP 2016 будут транслироваться онлайн

После трех первых дней, забитых под завязку докладами по всем направлениям современной физики элементарных частиц, конференция ICHEP 2016 меняет темп и переходит к обзорным пленарным докладам. 8 августа пленарная сессия откроется историческими докладами про открытие нейтринных осцилляций (Нобелевская премия — 2015) и гравитационных волн (видимо, Нобелевская премия — 2017) и затем перейдет к текущим коллайдерным новостям. Гвоздь программы — два доклада с обзором самых важных результатов, которые были получены на LHC в 2016 году и представлены на прошлой неделе.

Вся эта сессия будет транслироваться онлайн через церновский сервис webcast. Начало трансляции — 9:00 местного времени (17:00 Мск).


05.08.2016 | Комментарии (98)

Двухфотонный пик исчез в новых данных коллайдера

Рис. 1. Участники конференции ICHEP 2016 полностью забили конференционную аудиторию и стоят в дверях в ожидании новостей про двухфотонный пик
Загадки LHC. Двухфотонный всплеск при 750 ГэВ

На конференции ICHEP 2016 обнародованы новые результаты Большого адронного коллайдера по загадочному двухфотонному пику при массе 750 ГэВ, намеки на который появились полгода назад. Сейчас, на основе вчетверо большей статистики, коллаборации ATLAS и CMS вынесли однозначный приговор: в новых данных никакого намека на этот пик нет. То, что будоражило физиков-теоретиков последние месяцы, оказалось статистической флуктуацией.


05.08.2016 | Комментарии (67)

Онлайн: ATLAS и CMS раскрывают новые данные про загадочный двухфотонный всплеск

Загадки LHC. Двухфотонный всплеск при 750 ГэВ

На проходящей в эти дни конференции ICHEP 2016 широким потоком идут новые результаты с коллайдера, полученные буквально в последние дни. В пятницу утром (17:00 Мск), в двух коротких докладах, коллаборации ATLAS и CMS раскроют главную интригу этого года: они расскажут, подтверждается или нет загадочный двухфотонный всплеск при массе 750 ГэВ, обнаруженный полгода назад и породивший среди физиков небывалый ажиотаж.

Сразу после этого в ЦЕРНе состоится семинар на ту же тему. И наконец, ровно в то же время (18:00 Мск) в Чикаго состоится мероприятие для прессы с вопросами к представителям коллабораций, которое будет транслироваться онлайн через сервис webcast.

Остается добавить, что CMS отчасти убил интригу, выложив заранее графики с будущего доклада и только через пару часов закрыв их паролем. Тем не менее в комментариях к этой новости мы будем вести онлайн-репортаж о развитии событий вокруг этой загадки коллайдера.


03.08.2016 | Комментарии (13)

Коллайдер набирает статистику рекордными темпами

Темп набора светимости в 2016 году по сравнению с прошлыми годами и с запланированными на этот год показателями

В последние два месяца работы коллайдер набирал данные рекордными темпами, которые превосходили не только достижения всех предыдущих лет, но и запланированные на этот год показатели. В результате к началу августа каждым из двух основных детекторов коллайдера, ATLAS и CMS, была накоплена интегральная светимость почти 20 fb–1. Если нынешние темпы работы сохранятся, к концу года интегральная светимость может достичь 50 fb–1.


03.08.2016 | Комментарии (8)

В Чикаго стартует конференция ICHEP 2016

С 3 по 10 августа в Чикаго пройдет ключевая конференция года по физике элементарных частиц ICHEP 2016. Она соберет более тысячи участников, а ее научная программа охватит все разделы физики частиц: коллайдерные эксперименты, физику нейтрино и превращений мезонов, астрофизические разделы физики частиц, различные направления теории, развитие ускорительных, детекторных и вычислительных технологий, образовательные проекты. Работу конференции будут сопровождать многочисленные мероприятия-спутники, в частности встречи комитетов, планирующих будущие эксперименты в физике частиц.

Для самих физиков наиболее любопытной и будоражащей воображение частью научной программы станут доклады о новых результатах Большого адронного коллайдера. Напомним, что в прошлом году на коллайдере стартовал сеанс Run 2 с энергией протонных столкновений 13 ТэВ, однако объем данных был тогда набран небольшой. Тем не менее 2015 год принес сюрприз — двухфотонный всплеск с массой 750 ГэВ, что породило лавину теоретических статей с объяснениями отклонения. Статистика, накопленная в этом году, превышает прошлогоднюю уже в пять раз. Поэтому физики надеются надежно подтвердить или закрыть это и другие подобные отклонения, накопившиеся за время работы коллайдера.

В первые дни работы конференции в параллельных секциях будет представлена основная часть докладов, в том числе и по поиску Новой физики. Новые результаты по двухфотонным резонансам запланированы на пятницу 5 августа, на 9 утра (17:00 по московскому времени). На час позже в ЦЕРНе будут представлены более подробные доклады с теми же результатами. «Элементы» будут вести текстовую трансляцию этих докладов.


02.08.2016

ATLAS закрывает WH-превышение при 1,8 ТэВ

Загадки LHC. WH-пик при 1,8 ТэВ на CMS

В данных сеанса Run 1 было выявлено сразу несколько подозрительных отклонений от Стандартной модели в области инвариантных масс около 2 ТэВ. Одно из них — это намек на WH-пик с массой 1,8 ТэВ, проступавший в данных CMS. Этот всплеск мог бы напоминать новую тяжелую частицу, которая распадалась на W-бозон и хиггсовский бозон, если бы не одна странность: превышение наблюдалось только в одном канале распада WH-пары, когда W распадался на электрон и нейтрино. Тем не менее коллаборация CMS в январе этого года честно отчиталась о проделанной работе и сообщила, что пик остается.

До сих пор речь шла только о данных Run 1. Недавно физики стали выдавать первые результаты Run 2, полученные на основе статистики 2015 года. И вот на днях коллаборация ATLAS перепроверила этот и другие похожие процессы в данных 2015 года и опубликовала свои результаты. Конкретно, изучалось рождение WH- или ZH-пар с последующим распадом W или Z на лептоны и хиггсовского бозона — на b-кварки (самый вероятный канал распада). Было проведено несколько вариантов анализа, но во всех них наблюдалось согласие со Стандартной моделью.

Таким образом, тот всплеск, который увидел детектор CMS в прошлом году, скорее всего, является статистической флуктуацией, а не эффектом Новой физики. Впрочем, для пущей надежности стоит дождаться новых результатов CMS.


01.08.2016 | Комментарии (3)

Напоминавшее суперсимметрию отклонение в данных CMS Run 1 закрыто

Загадки LHC. Поиск суперсимметрии

Среди многочисленных поисков суперсимметрии, которые провели коллаборации ATLAS и CMS, разбираясь с данными сеанса Run 1, обнаружилось два любопытных отклонения, по одному на каждую коллаборацию. Оба отклонения наблюдались в одном и том же процессе — рождение лептонных пар, адронных струй, плюс сильный дисбаланс поперечного импульса, — однако в разных областях инвариантных масс лептонов. ATLAS видела заметное превышение в области около 90 ГэВ (то есть прямо на Z-бозонном пике), а CMS заметила подозрительный «клинообразный» сигнал в области ниже Z-пика. Подробности см. в новости Поиски суперсимметрии на коллайдере принесли новую интригу, а также на страницах Поиск суперсимметрии на ATLAS и Поиск суперсимметрии на CMS.

В декабре прошлого года, когда появились самые первые, предварительные еще, данные сеанса Run 2, обе коллаборации отчитались и об этих отклонениях. ATLAS тогда свой сигнал более-менее подтвердила, правда с меньшей статистической значимостью, а вот CMS в новых данных ничего похожего на свой «клинообразный эффект» не обнаружила.

Но это были предварительные выводы. Недавно коллаборация CMS завершила свой анализ данных 2015 года и опубликовала результаты в статье Search for new physics in final states with two opposite-sign, same-flavor leptons, jets, and missing transverse momentum in pp collisions at sqrt(s) = 13 TeV. Вердикт остался тем же, что и полгода назад: никаких намеков на замеченное ранее отклонение в данных Run 2 не обнаружено. Таким образом, одной загадкой CMS стало меньше. Что касается отклонения ATLAS, то тут ситуация пока подвешенная, и для полной картины нужны дополнительные данные.


28.07.2016 | Комментарии (2)

CMS не видит других примеров «неправильных» распадов хиггсовского бозона

В прошлом году коллаборация CMS огорошила физиков сообщением, что в их данных проступают намеки на распад хиггсовского бозона, невозможный в Стандартной модели (текущую ситуацию см. на страничке Распад бозона Хиггса на мюон и тау). Речь шла про распад на два лептона разного типа, мюон и тау-лептон. Вероятность этого распада получилась чуть меньше процента и отличалась от нуля на 2,4σ. Правда, самые первые данные сеанса Run 2 это отклонение не подтвердили. Но статистика пока была не очень большой, так что «хоронить» это отклонение еще преждевременно.

Тем временем коллаборация CMS завершила поиск в данных Run 1 и других распадов бозона Хиггса на разные лептоны, а именно электрон-мюон и электрон-тау-лептон; публикация группы появилась недавно в архиве е-принтов (Search for lepton flavour violating decays of the Higgs boson to e tau and e mu in proton-proton collisions at sqrt(s) = 8 TeV). Результаты оказались отрицательными: никаких неожиданностей с электронами CMS не заметила. Были установлены ограничения сверху на вероятности этих распадов.

Впрочем, надо добавить, что для теоретиков эти новости не стали ни сюрпризом, ни ударом. Дело в том, что из данных по другому невозможному в Стандартной модели процессу, распаду мюона на электрон и фотон, уже следует ограничение на распад хиггсовского бозона на e-mu-пару. Так что новые данные CMS, фактически, подтвердили то, что ранее было известно косвенно.


27.07.2016 | Комментарии (1)

Вышли материалы конференции LHCSki 2016

С 10 по 15 апреля в австрийских Альпах прошла конференция LHCSki 2016, посвященная обсуждению первых результатов коллайдера на энергии 13 ТэВ. Главный акцент был сделан на поисках Новой физики и на теоретической интерпретации тех загадочных отклонений, которые коллайдер обнаружил к настоящему моменту. Недавно в архиве е-принтов появилась общая публикация с материалами конференции (LHCSki 2016 — A First Discussion of 13 TeV Results). Эти материалы могут служить краткой сводкой того, какая картина сложилась в физике элементарных частиц в апреле этого года.


Наверх  |  следующая >>
 


при поддержке фонда Дмитрия Зимина - Династия