Figur 1:Den rekonstruerade massan av de utvalda kandidathändelserna som förfaller till WW- eller ZZ -bosoner, med det slutliga tillståndet qqqq. De svarta markörerna representerar data. De blå och gröna kurvorna representerar den hypoteserade signalen för två olika massor. Den röda kurvan representerar standardmodellprocesserna. Upphovsman:ATLAS Collaboration/CERN
Även om upptäckten av Higgs boson av ATLAS och CMS Collaborations 2012 slutförde standardmodellen, många mysterier förblir oförklarliga. Till exempel, varför är massan av Higgs boson så mycket lättare än väntat, och varför är gravitationen så svag?
Många modeller utöver standardmodellen försöker förklara dessa mysterier. Vissa förklarar tyngdkraftens uppenbara svaghet genom att införa ytterligare dimensioner av rymden där tyngdkraften sprider sig. En modell går utöver det, och betraktar den verkliga världen som ett universum med högre dimension som beskrivs av skev geometri, vilket leder till starkt interagerande massiva gravitontillstånd. Andra modeller föreslår, till exempel, ytterligare typer av Higgs bosoner.
Alla dessa modeller förutsäger förekomsten av nya tunga partiklar som kan förfalla i par av massiva svaga bosoner (WW, WZ eller ZZ). Sökandet efter sådana partiklar har haft stor nytta av ökningen av proton -protonkollisionsenergin under körning 2 av Large Hadron Collider (LHC).
W- och Z -bosonerna är bärarpartiklar som förmedlar den svaga kraften. De förfaller till andra standardmodellpartiklar, som laddade leptoner (l), neutrinos (ν) och kvarker (q). Dessa partiklar rekonstrueras annorlunda i detektorn. Quarks, till exempel, rekonstrueras som lokaliserade sprayer av hadroner, betecknade jetplan. De två bosonerna kan ge flera kombinationer av dessa partiklar i de slutliga tillstånden. ATLAS Collaboration har publicerat resultat på sökningar som involverar alla relevanta sönderfall av bosonparet:ννqq, llqq, lνqq och qqqq (där leptonen är en elektron eller muon).
Figur 2:Gränsen för tvärsnittstidens förgreningsförhållande för hypotetiska partiklar som beskrivs av en av modellerna för de olika slutliga tillstånden. Kredit:Gränsen för förhållandet för tvärsnittstidens förgrening av hypotetiska partiklar som beskrivs av en av modellerna för de olika slutliga tillstånden.
Vad har dessa sökningar gemensamt? I varje, åtminstone en av bosonerna förfaller till ett par kvarker. När den eftertraktade partikeln är mycket massiv, de två bosonerna från dess förfall utkastas med så höga momenta att deras respektive sönderfallsprodukter kollimeras och kvarkparet smälter samman till en enda stor jet. Detta fenomen ger ett kraftfullt sätt att skilja den nya fysiksignalen från standardmodellprocesser med stark interaktion. Figur 1 visar fördelningarna av den rekonstruerade massan av kandidatpartikeln. Figur 2 visar gränsen för tvärsnittstidens förgreningsförhållande för en hypotetisk partikel som beskrivs av en av modellerna.
Än så länge, inga tecken på en ny partikel har observerats. Sökningen fortsätter med ökad känslighet eftersom ATLAS samlar in mer data.
