На Большом адронном коллайдере впервые наблюдали рождение трех W-бозонов

Коллаборация ATLAS в ЦЕРН объявила о первом наблюдении WWW: одновременном создании трех массивных W-бозонов в столкновениях на Большом адронном коллайдере. Открытие намекает на интригующие новые взаимодействия,

На Большом адронном коллайдере исследователи впервые смогли наблюдать рождение трех W-бозонов. Этот процесс пришлось искать как иглу в стоге сена, но его открытие намекает на наличие новых взаимодействий, находящихся за пределами обнаружения БАК

Как частица-носитель электрослабой силы, W-бозон играет решающую роль в Стандартной модели физики элементарных частиц. Хотя W-бозон был открыт почти четыре десятилетия назад, он продолжает предоставлять физикам новые возможности для исследований. В частности, его изучение позволило исследователям проверить предсказания Стандартной модели, измеряя вероятности редких процессов распада.

На физической конференции EPS-HEP 2021 коллаборация ATLAS объявила о первом наблюдении редкого процесса: одновременного образования трех W-бозонов. Исследователи детектора ATLAS проанализировали набор данных, полученный в период с 2015 по 2018 год, и смогли подтвердить наличие этого процесса со статистической значимостью 8,2 стандартных отклонения — значительно выше порога 5 стандартных отклонений, необходимого для подтверждения достоверности.

Достичь такого уровня точности было непросто. Физики проанализировали около 20 миллиардов столкновений частиц, записанных и предварительно отфильтрованных экспериментом ATLAS, в поисках всего нескольких сотен сигналов, ожидаемых от процесса WWW — рождения трех бозонов. Искать целевые события приходилось, как иголку в стоге сена, так как фоновых сигналов было в пять раз больше, чем целевых.

Чтобы выделить WWW-сигнал из большого числа фоновых событий, исследователи использовали метод машинного обучения, называемый BDTS. Авторы обучили алгоритм распознавать специфические сигналы в детекторе ATLAS, выявляя небольшие, но ключевые различия между хорошо известными переменными. Это позволило физикам достичь высокой точности распознавания сигналов. Открытие процесса WWW позволяет физикам искать намеки на новые взаимодействия, которые могут существовать за пределами текущей энергетической досягаемости БАК.