Лептоны одного знака на ATLAS

Что обнаружено

Коллаборация ATLAS отбирала события следующего типа: адронные струи, включая b-струи, сильный дисбаланс поперечного импульса, и несколько лептонов, включая одноименно заряженные. В двух вариантах такого поиска обнаружилось существенное превышение над ожиданиями: 12 событий вместо 4-5, в одном случае, и 6 событий вместо 1-2, в другом.

Совокупная глобальная статистическая значимость оценена в 2,5σ. Однако данные ATLAS и CMS за 2015 и 2016 годы не показали никакого отклонения, ни в этом, ни в других процессах. Загадку можно считать закрытой.

Распределение прошедших отбор событий по потерянному импульсу (слева) и по сумме поперечных импульсов лептонов (справа)

Распределение прошедших отбор событий по потерянному импульсу (слева) и величине H_T, сумме поперечных импульсов лептонов (справа). Показанные данные относятся к такому варианту анализа, когда, в дополнение к исходным критериям, требовалось наличие не менее 3 b-струй. Источник

Сентябрь 2015. Превышение было найдено в таком варианте поиска, когда, в дополнение к одноименным лептонам и потерянному поперечному импульсу, требовалось рождение трех и более b-струй. Такие события могут возникать, если в силу какого-то механизма рождается много топ-кварков. Поэтому превышение здесь может интерпретироваться как намек на усиление топ-кваркового рождения. Дополнительный интерес вызывает то, что большинство избыточных событий лежат в области больших поперечных импульсов.

Июнь 2016. Обе коллаборации, ATLAS и CMS, выполнили аналогичный анализ первых данных Run 2, набранных в 2015 году. CMS выложила статью еще в мае, ATLAS пока ограничилась предварительной публикацией. Определение «сигнальных областей» в обеих этих работах слегка отличалось от исходной статьи ATLAS, но общий вывод достаточно однозначный: в той области, где раньше было превышение (3 и более b-струй, большой потерянный импульс и большая величина HT) отклонений от результатов моделирования не заметно. Остается дождаться окончательной публикации ATLAS, и если ее вывод не изменится, то отклонение можно будет считать окончательно закрытым.

Июнь 2017. Несмотря на то, что новый анализ ATLAS на статистике 2016 года еще не завершен, продолжают поступать другие данные, которые по всем признакам закрывают эту аномалию. В марте коллаборация CMS отчиталась о поиске тяжелых векторных кварков через лептоны одинакового заряда. Проанализирована вся статистика 2016 года, но никаких существенных отклонений не найдено. В мае ATLAS сообщила о поиске таких же пар гипотетических векторных кварков, но с другим каналом распада, а в июне представила результаты поиска суперсимметрии через рождение двух одноименно заряженных лептонов. В обоих случаях никаких отклонений не видно. По всей видимости, в данных Run 1 либо имела место статистическая флуктуация, либо проявилось несовершенство алгоритма анализа таких сложных комбинаций рожденных частиц.