LHC為ATLAS組織帶來對粒子分布函數(shù)的新理解
雖然大型強(qiáng)子對撞機(jī)(LHC)因?qū)①|(zhì)子砸在一起而聞名，但實(shí)際上真正發(fā)生相互作用的是質(zhì)子內(nèi)部的夸克和膠子--統(tǒng)稱為質(zhì)子。因此，為了預(yù)測在LHC中發(fā)生的過程的速率--如希格斯玻色子或一種尚不知名的粒子的產(chǎn)生--物理學(xué)家必須了解質(zhì)子內(nèi)部的粒子行為。
這種行為在粒子分布函數(shù)(PDFs)中得到描述，它描述了質(zhì)子的動量有多大一部分被其組成的夸克和膠子所占據(jù)。
這些PDFs的知識傳統(tǒng)上來自于輕子-質(zhì)子對撞機(jī)，如DESY的HERA。這些機(jī)器使用點(diǎn)狀粒子如電子來直接探測質(zhì)子內(nèi)的部分子。這些研究顯示，除了眾所周知的質(zhì)子內(nèi)部的上下價(jià)夸克之外，質(zhì)子中還有一個(gè)夸克-反夸克對海洋。
ATLAS合作組織剛剛發(fā)布了一篇新的論文，其通過結(jié)合LHC和HERA數(shù)據(jù)來確定PDFs。該結(jié)果使用了來自幾個(gè)不同的標(biāo)準(zhǔn)模型過程的ATLAS數(shù)據(jù)--包括W和Z玻色子的產(chǎn)生、成對的頂夸克和強(qiáng)子噴流（粒子的準(zhǔn)直噴流）。
來自世界各地的一些實(shí)驗(yàn)和理論小組正在努力理解PDFs。雖然他們的結(jié)果總體上是一致的，但在高動量分?jǐn)?shù)（x > 0.1）上存在一些差異，這可能會影響到對標(biāo)準(zhǔn)模型以外的物理的高能搜索。
這是ATLAS分析最有力的地方，因?yàn)镻DFs的準(zhǔn)確性取決于對輸入數(shù)據(jù)的系統(tǒng)不確定性的詳細(xì)了解。ATLAS合作組織能評估其數(shù)據(jù)集之間這種不確定性的相關(guān)性并對其進(jìn)行說明--這種能力在其新的PDF結(jié)果中發(fā)揮了巨大作用。事實(shí)證明，這種相關(guān)性的影響可以使PDFs的中心值在中程動量區(qū)移動>1%，而在高x區(qū)則遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過這個(gè)數(shù)字。
ATLAS對PDFs的新理解將在今年晚些時(shí)候LHC重新啟動時(shí)用于尋找新的物理學(xué)過程。此外，新技術(shù)還將幫助未來的分析小組--無論是在ATLAS還是其他地方--確定更準(zhǔn)確的粒子分布函數(shù)。
【來源：cnBeta.COM】
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