ATLAS探测器在13TeV pp碰撞中测量顶夸克对的微分截面

"这篇论文是ATLAS合作组在2017年发表的，测量了在CERN大型强子对撞机（LHC）上，质子-质子碰撞（pp碰撞）中，以13 TeV中心能量（$$\sqrt{s} = 13 TeV$$）产生的顶夸克对（tt$$\overline{t}$$）的微分截面。这项研究基于2015年使用ATLAS探测器收集的3.2 fb-1的综合亮度数据。研究中选取了包含一个轻子（电子或μ子）和至少两个射流的事件，区分了分解和增强的顶夸克对末态，分别关注不同顶夸克动量区域。通过对测量的光谱进行校正以消除检测器效应，并通过计算χ2和p值与多种蒙特卡洛模拟进行比较，以评估理论模型的准确性。" 在高能物理领域，顶夸克对的产生是一个重要的研究主题，因为顶夸克是已知最重的基本粒子，其性质对于理解量子色动力学（QCD）和标准模型至关重要。在描述质子-质子碰撞中的这些过程时，微分截面测量提供了关于顶夸克对生成机制的详细信息，如它们的质量、动量和角分布等。这篇论文中的实验数据有助于验证和改进用于模拟这些过程的理论模型。 在实验方法上，文章采用了两种不同的事件选择策略：一种关注于“分解”（resolved）顶夸克对，其中顶夸克的动量相对较低，可以清晰地分辨出单个顶夸克的产物；另一种则关注于“增强”（boosted）顶夸克对，这里的顶夸克动量很高，使得顶夸克可能在探测器中表现为单个射流。这两种情况的分析可以帮助全面了解不同能量尺度下的顶夸克对产生过程。 论文的测量结果经过了探测器响应的校正，以提供更准确的物理过程描述。与多种蒙特卡洛模拟的比较有助于评估现有理论模拟的性能，这将对未来的LHC实验策略和新物理搜索产生直接影响。通过这种方式，物理学家可以检验和约束QCD的预测，进一步理解强相互作用，并可能揭示超出标准模型的新现象。 这个工作是ATLAS实验在探索高能粒子物理，特别是顶夸克物理学方面的重要贡献，它提供了关于顶夸克对产生过程的精确测量数据，为理论家提供了宝贵的数据来改进和验证他们的理论模型。这种细致的测量对于深入理解强相互作用和标准模型的内在机制至关重要。