(Batavia-Illinois)- Cientístas do CDF em colabaração com o Dzero do departamento de Energia de Fermi National Accelerator Laboratory observaram colisões de partículas que produziram único quarks. A descoberta do top único confirma parâmetros importantes da física de partículas, incluindo o número total de quarks, e tem significado importante para a pesquisa em curso para a particula de Higgs no Tevatron do Fermilab, o acelerador de particulas operacional mais potente atualmente no mundo. Anteriormente, os quarks só haviam sido observados quando produzida por forte ação nuclear. Essa interação leva à produção de pares de quarks. A produção do single top quarks, que envolve a força nuclear fraca e é mais difícil de identificar experimentalmente, já foi observado, quase 14 anos até o dia da descoberta do quark top em 1995.Pesquisa para produzir um único top faz "encontrar uma agulha no palheiro" parecer fácil. Apenas um em cada 20 bilhões de colisões de protons e antiprotons produz um único quark top. Pior ainda, o sinal de um desses casos raros é facilemtne imitado no fundo "outros" processos que ocorrem a taxas muito mais elevadas.
"A observação da produção do quark top único é um marco importante para o programa Tevatron", disse o Dr. Dennis Kovar, diretor adjunto do Escritório de Ciência para a Física de Altas Energías E.U. no Departamento de Energia. "Além disso, a análise altamente sensível e bem sucedida é um passo importante na busca pelo Higgs".
Descobrir a produção do quark top único apresenta desafios similares à busca do bóson de Higgs na necessidade de extrair um sinal extremamente pequena de um background muito grande. Técnicas avançadas de análise pioneira para a descoberta individual superior estão em uso para a pesquisa bóson de Higgs. Além disso, o único top e os sinais de Higgs tem origem em comum, e o topo é em sí um único fim para a partícula Higgs.
Para fazer a descoberta de um único superior, os físicos do CDF e colaborações do Dzero passou anos vasculhando de forma independente através dos resultados das colisões de prótons e antiprótons gravadas por seus experimentos, respectivamente.
Cada equipe identificou vários milhares de eventos de colisão, os experimentadores aguradavem o surgimento de grnade eventos de maneira única. Análises estatísticas sofisticadas e modelagem detalhada a fundo mostrou que algunmas centenas de eventos de colisão produziram a coisa real. E m 4 de março, as duas equipes apresentaram os seus resultados independente para Phisical Review Letters.
As duas colaborações anteriores haviam relatado resultados preliminares sobre a pesquisa para o top único. Desde então , pesquisadores têm mais do que duplicado a quantidade de dados analisados e seleção afiadas e técnicas de análise, tornando possível a descoberta. Para cada experimento, a probabilidade de que eventos de fundo ter falcificado o sinal é agora somente um em quase 4 milhóes de euros, permitindo que ambas as colaborações possam reinvidicar uma descoberta de boa fé que abra o caminho para mais descobertas.
"Estou Feliz que CDF e Dzero atingiram essa meta", disse o diretor do Fermilab Pier Oddone. " as duas colaboraç~oes têm procurado este processo raro para os últimos quinze anos, com início antes da descoberta do quark top em 1995. Investigar estes processos subatômicos com mais detalhes pode abrir uma janela para os fenômenos da física além do Modelo Padrão".
Nota dos Editores:
Fermilab, E.U. do Departamento de Energia de Fermi National Accelerator Laboratory, localizado perto de Chicago, opera o Tevatron, colisor de partículas mais de energia mais alto do mundo atualmente. O Fermi Research Alliance LLC Femilab opera sob um contrato com o DOE.
CDF é uma experiência internacional de 635 físicos de 63 instituições em 15 países. Dzero é uma experiência internacional conduzida por 600 físicos de 90 instituições em 18 países. O financiamento para o CDF e experências Dzero vem do escritório da CORÇA da ciência, do National Science Foundation, e um número de agências internacionais de financiamento.
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