极端物质：大型强子撞机碰撞中的顶级夸克的证据

CMS候选人的候选事件以及源自底部（B）夸克的电子，μON和喷射器的顶部夸克和Antitop Quark。

结果开启了以一种新的和独特方式研究的路径，以一种在大爆炸后不久被认为存在的极端物质。

CMS协作已经看到大型强子撞机（LHC）的重核之间的碰撞中的顶级夸克的证据。

这不是第一次特殊的粒子 - 最严重的已知的基本粒子 - 在颗粒煤机上“出现了外观”。在25年前的Tevatron Collifer的Proton-Antiproton碰撞中首次观察到顶部夸克，并且已经在Proton-Proton和LHC的质子 - 核碰撞中发现和研究。但是，在物理审查信中刚刚被出版的纸质中描述的新发现，肯定是兴奋的实验主义者和理论家，因为对重核碰撞的顶级夸克的分析提供了一种研究夸克 - 胶质等离子体的新和独特方式这些碰撞中的形式，并被认为存在于宇宙的早期时刻存在。此外，这种分析可以在重核中的夸克和胶水的布置上施放新光。

颗粒或“探针”并没有完全缺乏缺乏，从而调查夸克 - 胶质等离子体。LHC实验长期以来一直在使用几种类型的颗粒来研究这种极端物质的性质，其中夸克和胶质不限于复合颗粒内，而是像摩擦阻力小的液体中的颗粒一样漫游。但所有现有探针都提供有关等离子体的时间平均信息。相比之下，由于其转化为其他颗粒的特定方式，最高夸克，或者将其变换为其他颗粒，可以在其寿命的不同时间提供血浆的快照。

“更快的顶级夸克提供稍后时间的快照。通过在一系列不同的速度下与顶级夸克一起拍摄的快照，我们希望它最终可以创建夸克 - 胶质等离子体的演变的电影，“Cern-Cerner-Guilherme Milhano解释说，他们共同撰写理论研究用顶夸克探测夸克 - 胶质等离子体。“新的CMS结果代表了这条路的第一步。”

CMS协作在大型数据样本中看到顶级夸克的证据，从5.02 Tev的能量下的铅铅碰撞。该团队搜索了产生顶级夸克和顶级古董的碰撞。这些夸克很快衰减到一个W玻色子和底部夸克，这反过来也很快衰减进入其他颗粒。CMS物理学家寻找特定的情况，其中最终衰变产品是带电的（电子或较重的堂兄·穆斯）和源自底夸克的多种颗粒的“喷气机”。

在隔离和计数这些顶级抗碰撞事件之后，CMS估计铅铅碰撞的概率通过带电的leptons和底夸克产生顶抗对。结果具有约四个标准偏差的统计学意义，因此它还没有跨越五个标准偏差的阈值，要求检测到顶级夸克生产。但它代表了这个过程的重要证据 - 结果只有0.003％的几率是统计侥幸。更重要的是，结果与理论预测一致，以及来自在同一碰撞能量的质子 - 质子碰撞中的先前测量的推断。

“我们的结果展示了CMS实验在重核碰撞的复杂环境中进行了顶级夸克研究的能力，”堪萨斯大学博士生研究员CMS物理学家克林斯·克林特拉斯表示，“这是第一个踏脚石使用顶部夸克作为夸克 - 胶质等离子体的新且强大的探头。“

参考：A. M. Sirunyan等人的“核 - 核心碰撞中最高夸克生产的证据”。，接受了2020年10月7日，物理审查信.Link