Два фотона превратились в два тау-лептона в протон-протонных столкновениях
04 апреля 2024
Коллаборация CMS сообщила об обнаружении на Большом адронном коллайдере
события-кандидата в процесс образования двух тау-лептонов из двух
фотонов. Пока что это единственное зарегистрированное такое событие в
протон-протонных столкновениях. Об этом команда CMS сообщила на сайте
CERN.
Тау-лептон (таон) — самый тяжелый и нестабильный лептон в лептонном
семействе элементарных частиц, обнаруженный последним из заряженных
лептонов в поздних 1970х годах. Его время жизни составляет всего 290 ×
10-15 секунд. Поэтому его было сложно обнаружить и до сих пор сложно
изучать по сравнению с двумя другими лептонами — электроном и мюоном.
Впрочем, не все вопросы решены и для более легких лептонов. Например,
недавно мы писали, что эксперимент Muon g-2 видит отклонения от
Стандартной модели.
Чтобы изучать таон, ученые ищут в коллайдерах специфический процесс: из
взаимодействия двух фотонов образуются два тау-лептона, которые быстро
распадаются в мюоны, электроны или заряженные пи-мезоны и нейтрино.
Ранее такой процесс был зарегистрирован лишь в столкновениях ядер
свинца на Большом адронном коллайдере.
Теперь коллаборация CMS сообщает, что кандидат в такое событие
зарегистрирован в протон-протонных столкновениях. Благодаря высокой
способности установки CMS к реконструированию треков частиц, ученым
удалось выделить событие, в котором отсутствуют любые другие треки
помимо образования таонов на дистанции менее одного миллиметра.
Уже на основании этого измерения команда CMS смогла установить наиболее
жесткие ограничения на аномальный магнитный момент тау-лептона. Физики
уменьшили неопределенность предсказаний до значений всего лишь в три
раза больше квантовых поправок, что на порядок лучше предыдущих оценок,
превышающих в 20 раз величину квантовых поправок.