13 TeV质子-质子碰撞中单顶夸克与光子关联生产的证据

"在s = 13 TeV质子-质子碰撞中单顶夸克和光子的联合产生的证据" 这篇论文报告了首次在质子-质子碰撞中观测到单个顶夸克与光子关联产生的证据，这是基于 CMS（Compact Muon Solenoid）实验在2016年收集的s = 13 TeV能量下的数据，总整合光度达到了35.9 fb-1。这种现象的发现对于粒子物理学的研究具有重要意义，因为它提供了对标准模型的又一验证。 实验中，研究人员选取了包含一个μ介子（μ）、一个光子（γ）、一个未被探测到的中微子（ν）导致的横向动量失衡以及至少两个喷注（j）的事件，其中一个喷注被识别为与b夸克的强子化相关。为了从背景噪声中分离出信号事件，他们运用了一种基于事件拓扑和动力学属性的多元判别分析方法。 结果显示，观察到的事件超出仅由背景过程预期的数量，其显著性达到了4.4个标准差，这是一个在统计学上非常显著的发现。具体来说，测量了在探测器中心区域内，具有大于25 GeV横向动量的孤立光子的基准横截面。他们测得的横截面和分支分数是σ（pp→tγj）B（t→μνb）= 115±17（stat）±30（syst）fb，这与标准模型的预测相符，进一步确认了标准模型的准确性和完整性。 这一研究不仅证明了单顶夸克与光子的联产现象，还为今后更深入地研究顶夸克物理、电弱相互作用以及可能的新物理现象提供了宝贵的数据。通过对这种罕见过程的观察，科学家们可以更好地理解夸克是如何与光子相互作用的，同时也有助于寻找可能超出标准模型的新粒子或效应。这些发现为粒子物理学研究开辟了新的探索方向，对于未来高能物理实验的设计和理论发展都具有深远的影响。