ATLAS探测器在7 TeV pp碰撞中测量多喷射事件的横向能量-能量相关性与αs（mZ）确定

"使用ATLAS检测器，在s = 7 TeV的pp碰撞中的pp碰撞中的多喷射事件中测量横向能量-能量相关性，并确定强耦合常数αs（mZ）" 这篇研究论文详细介绍了ATLAS合作组在大型强子对撞机(LHC)上进行的一项实验，其主要目的是通过分析pp碰撞中的多喷射事件来测量横向能量-能量相关性，以及由此确定强相互作用力的耦合常数αs。在7 TeV质心能量的pp碰撞中，高横向动量的射流产生了丰富的物理现象，这使得科学家能够更深入地理解量子色动力学(QCD)。 在2011年的实验中，ATLAS探测器记录了158 pb^-1的综合光度，这一数据集包含了大量具有两个前导喷流且平均横向动量大于250 GeV的事件。这些事件的选择标准是为了确保所研究的喷流具有足够的能量，以便提供精确的能量-能量相关性测量。数据在检测器级别与蒙特卡洛模拟进行了对比，后者成功地重现了实验观测到的现象。 为了进一步分析，数据被展开到粒子级别，这样可以更准确地与理论计算进行比较。这些理论计算基于微扰量子色动力学(PQCD)，它是一个描述强相互作用的理论框架。数据与理论的一致性验证了PQCD在高动量传递下的适用性，表明在这些极端条件下，量子色动力学仍然是有效的。 通过比较实验数据和理论预测，研究者们确定了Z玻色子质量下的强耦合常数αs(mZ)。实验结果给出了αs(mZ) = 0.1173±0.0010（实验误差）→0.0026 + 0.0065（理论误差）。这个值代表了对αs的一个精确测量，它对于理解和预言高能物理过程至关重要，因为它控制着强相互作用的强度。 这项工作不仅展示了ATLAS探测器在高能物理实验中的能力，还为微扰量子色动力学提供了强有力的支持，同时对标准模型中的基本参数αs进行了精确定义。这项开放获取的研究对理论物理学家和实验物理学家来说都是极其有价值的，因为它提供了大量关于强相互作用的新信息，这对于未来粒子物理学的发展具有深远意义。