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首页ATLAS探测器在8 TeV pp碰撞中弹性散射的总截面测量
在《物理快报B》761期(2016)的158-178页上,ATLAS实验团队发表了关于在s=8 TeV质心能量下的pp(质子-质子)弹性散射总截面测量的重要成果。该研究是在特殊运行期间,利用高β*束流光学配置,利用ATLAS实验的ALFA子探测器进行的。实验积累的综合亮度达到500微 barn^-1( barn^-1 是用于表示粒子相互作用截面的单位),这使得研究者能够精确测量微分弹性横截面,并将其作为Mandelstam动量转移变量t的函数进行分析。 通过拟合在t范围0.014 GeV^2至0.1 GeV^2内的微分弹性横截面,实验团队利用光学定理将弹性散射数据与总截面σtot(pp→X)关联起来。他们计算出的总截面为96.07±0.18 (stat.) ±0.85 (exp.) ±0.31 (extr.) mb。这里的误差分解明确:第一项是统计误差,第二项包含了所有实验系统的不确定性,而第三项则来自于对t=0区域的外推不确定性。 此外,研究还对小t处的弹性横截面进行了指数函数拟合,确定了斜率B为19.74±0.05 (stat.) ±0.23 (syst.) GeV^2,这有助于更深入理解pp相互作用的性质。 这个结果不仅提供了LHC在8 TeV能量下pp碰撞中弹性散射的精确数据,而且对粒子物理学的基本参数估计具有重要意义,如总截面和散射过程的性质。这些测量对于验证标准模型的预测以及探索可能的新物理现象有着不可或缺的作用。通过这样的精密实验,ATLAS团队持续推动着人类对基本粒子相互作用的理解边界。
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