Российские ученые помогли открыть «прелестные» возбужденные элементарные частицы

Возбужденные «прелестные» омега-барионы зафиксированы при эксперименте на Большом адронном коллайдере, заявили ученые из коллаборации LHCb. Эти частицы ранее не получали экспериментально, их среди прочих осколков протонов получилось выделить при помощи созданного российскими учеными алгоритма.

LHCb – один из четырех основных экспериментов Большого адронного коллайдера (БАК), целью которого является изучение асимметрии материи во взаимодействиях b-кварков. Их название происходит от английского «beauty», поэтому на русском их называют прелестными кварками.

Отмечается, что эксперименты на БАКе закончились более года назад, однако процесс обработки данных до сих пор идет. Для того чтобы среди огромного количества частиц, которые образуются при столкновениях протонов, выявить новые, нужны специальные алгоритмы обработки - триггеры, срабатывающие на определенные характеристики событий, сообщает РИА «Новости» со ссылкой на материалы сайта arXiv.org.

Триггеры, использующие методы машинного обучения, объединяются в цепочки и выделяют из первоначального потока событий (около 10 млн в секунду) только представляющие интерес для детального анализа (около 10 тыс. в секунду). Так, для обнаружения прелестной омеги использовался так называемый топологический триггер, отбирающий те события, которые  приводят к появлению частиц с b-кварками.

В основе его разработки лежит поисковый алгоритм Яндекса, который сотрудники лаборатории методов анализа больших данных Высшей школы экономики адаптировали под условия эксперимента.

 «Долгое время считалось, что БАК не предназначен для подобных открытий, что эти частицы будут погребены под большим количеством шума, который будет зарегистрирован детектором, и это, с учетом малой вероятности рождения (таких частиц), не позволит совершить открытие. И вот эксперимент LHCb, использовав прецизионную систему триггеров, смог с этим предрассудком справиться», – приводятся в пресс-релизе ВШЭ слова старшего научного сотрудника лаборатории Дениса Деркача.

Разработчики предложили способ, при котором возможно фиксировать не все распады, а только ту группу распадов, которая интересна ученым. Исследователям удалось обнаружить четыре омега-бариона в возбужденном состоянии. Стандартная омега, состоит из трех s-кварков, у прелестной омеги один из них заменен b-кварком. Открытие является первым случаем экспериментального обнаружения таких частиц. Возбужденное состояние означает, что все четыре частицы имели энергию выше минимальной для своей конфигурации.

Отмечается, что масса зарегистрированных частиц примерно в шесть раз тяжелее протона – около 6,3 ГэВ, что соответствует теоретическим предсказаниям и укладывается в Стандартную модель.

«В первую очередь это проверка того, чем мы занимаемся все эти годы. Мы хотим найти что-то новое, но все время оказывается, что та модель, что у нас есть, достойно предсказывает результаты и этих, новых измерений», – сказал старший научный сотрудник лаборатории методов анализа больших данных ВШЭ Федор Ратников.

Ранее российские ученые создали прототип новой ловушки для элементарных частиц, возникающих внутри детектора LHCb в составе Большого адронного коллайдера.