Nuevo récord de autores: 5214 en un artículo de CMS y ATLAS sobre el quark top

La pesadilla de los bibliometristas son los artículos conjuntos de las Colaboraciones ATLAS y CMS que analizan colisiones del LHC en el CERN. Hasta ahora el récord de autores lo tenía un artículo sobre el bosón de Higgs con 5154 autores (LCMF, 17 May 2015). El nuevo récord alcanza 5214 autores. El artículo determina la tasa de producción de un único quark top en una colisión del LHC Run 1 con una energía de 7 TeV y 8 TeV . El resultado está en buen acuerdo con las predicciones del modelo estándar. Así que uso el número de autores como excusa para hablar de este trabajo.

Te recuerdo que el quark top es el único quark que no hadroniza (su vida media es menor que el tiempo necesario para la hadronización). Por ello, hay colisiones protón contra protón en las que se produce un único quark top (o antiquark top). En este nuevo artículo se analizan los tres modos de producción mostrados en esta figura: el canal t (izquierda), el canal tW (centro) y el canal s (derecha). La sección eficaz de producción en el canal t es de 67.5 ± 5.7 pb a 7 TeV y 87.7 ± 5.8 pb a 8 TeV; en el canal tW es de 16.3 ± 5.7 pb a 7 TeV y 23.1 ± 3.6 pb a 8 TeV; y en el canal s es de 4.9 ± 1.4 pb a 8 TeV, porque el valor para 7 TeV es muy impreciso. Habrá que estar atentos a la publicación del resultado para colisiones a 13 TeV en el LHC Run 2.

El artículo es ATLAS, CMS Collaborations, «Combinations of single-top-quark production cross-section measurements and |fLVVtb|determinations at s√=7 and 8 TeV with the ATLAS and CMS experiments,» CERN-EP-2019-005arXiv:1902.07158 [hep-ex]. Más información divulgativa en Tommaso Dorigo, «Single Top Production Nailed By LHC Experiments,» AQDS, 20 Feb 2019.

Como supongo que ya sabrás, el descubrimiento oficial del quark top fue en 1995, gracias a los detectores CDF y DZERO del Tevatron en el Fermilab (cerca de Chicago, EEUU). Se descubrió en modos de producción de parejas de quarks (pareja quark-antiquark top, o pareja top-antitop). La producción de un solo quark no se confirmó por primera vez hasta 2009, también en el Tevatron. Esta producción tiene su origen en al acoplamiento entre el quark bottom y el quark top medidado por la interacción electrodébil; la figura de más arriba muestra los diagramas de Feynman de los tres modos de producción de un solo quark top (en estos diagramas el tiempo fluye de izquierda a derecha, y el eje vertical corresponde a la separación espacial entre las partículas).

Las colisiones en las que hay un único quark top son muy raras (improbables), por lo que es muy difícil observarlas. Pero esta rareza es su mayor virtud, ya que una desviación respecto a las predicciones del modelo estándar sería una señal de la existencia de nuevas partículas y/o interacciones fundamentales. Por ahora no se ha observado ninguna anomalía, aunque no se puede descartar que aparezca en el análisis de las colisiones a 13 TeV. ¿Cuándo se publicarán? Como pronto en 2020. Así que habrá que estar al tanto.



2 Comentarios

  1. Matt Strassler comenta en su blog que ha publicado un paper proponiendo una estrategia diferente en la búsqueda de nuevas particulas en el LHC.

    https://arxiv.org/abs/1902.04222

    Creo entender que propone buscar partículas sin carga eléctrica en rangos de energías bajos (lejos de los 7TeV) buscando desintegraciones de estas partículas, que tendrían un muy elevado momento, en muón anti-muón.

    Me sorprende que se diga que no se buscan estas partículas actualmente. ¿Ya se han buscado con anterioridad partículas neutras, no?

    Perdón por el comentario que es solo ligeramente relacionado con el tema de la entrada…

    1. Quizás te sorprenda, pero hay cientos de propuestas de partículas con baja masa, en regiones ya exploradas por otros colisionadores de menor energía que el LHC, pero propuestas después de que fueran clausurados. Buscarlas en el LHC no puede ser prioritario, incluso si son propuestas por físicos cuerdistas tan famosos como Strassler. Lo prioritario es buscar partículas de alta masa.

      Aun así, como ya indica Matt en su blog, hay cierto interés en su propuesta entre los experimentales (pero gran parte de la razón es que él es famoso, pues hay cientos de otras propuestas que no causan tanto interés). Lo ideal es que estos análisis se hagan con datos de colisiones ya obtenidos, por físicos fuera de las grandes colaboraciones (que tienen asuntos más prioritarios en su agenda).

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Por Francisco R. Villatoro
Publicado el ⌚ 28 febrero, 2019
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