Завершилась конференция «Физика на LHC-2011»

Рис. 1. Общее сравнение теории и эксперимента (по данным детектора CMS) для двух десятков процессов с участием W- и Z-бозонов, а также топ-кварков. Все точки показывают отношение экспериментально измеренных величин к теоретическим предсказаниям на основе Стандартной модели (отношение, равное единице, означает, что теория полностью сходится с экспериментом). Заметного отличия теории от эксперимента не видно нигде. Изображение из доклада: Tajinder Virdee. Experimental Summary: Personal Impressions LHC's First Year of Operation (PDF, 18 Мб)

В итальянском городе Перуджа на днях прошла конференция «Physics at the LHC 2011», посвященная научным исследованиям на Большом адронном коллайдере. Ядром конференции стали десятки докладов с новыми результатами четырех крупных экспериментов, работающих на LHC. Большая часть этих результатов всё еще базировалась на той статистике, которая была накоплена в 2010 году (полная светимость около 40 pb^–1), но некоторые доклады включали и первые результаты по статистике 2011 года (светимость 150–250 pb^–1).

Основной вывод докладов таков: Стандартная модель физики элементарных частиц по-прежнему хорошо описывает данные и каких-то существенных отклонений от ее предсказаний пока не видно. На рис. 1, 2 и 3 представлены лишь некоторые из большого числа сравнений теории с экспериментом, подтверждающие этот вывод. На рис. 1 показаны данные детектора CMS, поделенные на теоретические предсказания, для двух десятков процессов с участием электрослабых бозонов W и Z, а также топ-кварков. Все точки в пределах погрешностей находятся вблизи единицы, то есть никакого статистически достоверного расхождения теории с экспериментом пока не наблюдается.

Рис. 2. Распределение μ+μ– пар с большой энергией по инвариантной массе мюонных пар. Разноцветной гистограммой показаны вклады разных процессов в Стандартной модели; их сумма хорошо описывает данные. Разноцветные ломаные линии в области выше 1000 ГэВ показывают пики, которые могли бы вызвать в данных гипотетические Z'-бозоны с массой от 1 до 1,5 ТэВ. Чтобы их начать чувствовать, требуется увеличить статистику еще на один-два порядка. Изображение из доклада: Tommaso Lari. Recent results from New Physics Searches in ATLAS (PDF, 13 Мб)

На рис. 2 показаны результаты коллаборации ATLAS по рождению μ⁺μ^– пар с большой энергией. Данные хорошо согласуются с теоретическими предсказаниями Стандартной модели. Небольшое превышение данных над теоретическими ожиданиями, которое можно заметить в области больших инвариантных масс мюонных пар, пока статистически недостоверно.

Рис. 3. Распределение событий как минимум с пятью жесткими объектами (адронные струи или лептоны с большим поперечным импульсом) по полной поперечной энергии. Черные точки — данные детектора CMS, сплошная синяя линия и заштрихованная область показывают ожидаемый вклад обычных процессов рассеяния и их теоретические неопределенности. Штрихованные гистограммы показывают, как выглядел бы этот график, если бы в эксперименте рождались микроскопические черные дыры с массой 3 ТэВ. Подробные пояснения см. в новости Микроскопических черных дыр на LHC не видно. Изображение из доклада: Lars Sonnenschein. Searches in CMS (PDF, 4 Мб)

Полгода назад мы рассказывали про самые первые попытки обнаружить процесс рождения и распада микроскопических черных дыр в детекторе CMS. На рис. 3 представлены обновленные результаты этого поиска на основе впятеро большей статистики. В отличие от прошлогоднего анализа сейчас отбирались события как минимум с пятью объектами с большим поперечным импульсом. Такая селекция должна была еще лучше подчеркнуть проявления микроскопических черных дыр, если бы они были в данных — однако их по-прежнему не видно.

Подробнее с этими и многими другими результатами можно ознакомиться в презентациях, выложенных на странице научной программы конференции. Выжимка наиболее интересных результатов приведена в итоговых докладах, сделанных в последний день работы конференции.

Напомним, что к настоящему моменту на детекторах ATLAS и CMS уже набрана интегральная светимость около 900 pb^–1, и примерно втрое меньшая статистика накоплена на детекторе LHCb. Можно не сомневаться, что все коллаборации сейчас усиленно анализируют накопленные данные и будут вскоре готовы представить новые результаты. Ближайшая конференция, на которой можно будет ожидать новые данные с LHC, — это Europhysics Conference on High-Energy Physics 2011, которая пройдет с 21-го по 27 июля во французском городе Гренобле.