Measurement of the W→μνμ cross-sections as a function of the muon transverse momentum in $pp$ collisions at 5.02 TeV
باستخدام بيانات تجربة LHCb من تصادمات بروتون-بروتون عند طاقة 5.02 تريليون إلكترون فولت، يبلغ هذا البحث عن المقاطع العرضية التفاضلية والمتكاملة لإنتاج W→μνμ ويقدم إثباتاً لمبدأ طريقة تحديد كتلة بوزون W من هذه القياسات.
المؤلفون الأصليون: LHCb collaboration, R. Aaij, A. S. W. Abdelmotteleb, C. Abellan Beteta, F. Abudinén, T. Ackernley, A. A. Adefisoye, B. Adeva, M. Adinolfi, P. Adlarson, C. Agapopoulou, C. A. Aidala, Z. Ajaltouni, S. Akar, K. Akiba, P. Albicocco, J. Albrecht, R. Aleksiejunas, F. Alessio, P. Alvarez Cartelle, R. Amalric, S. Amato, J. L. Amey, Y. Amhis, L. An, L. Anderlini, M. Andersson, P. Andreola, M. Andreotti, S. Andres Estrada, A. Anelli, D. Ao, C. Arata, F. Archilli, Z. Areg, M. Argenton, S. Arguedas Cuendis, L. Arnone, A. Artamonov, M. Artuso, E. Aslanides, R. Ataíde Da Silva, M. Atzeni, B. Audurier, J. A. Authier, D. Bacher, I. Bachiller Perea, S. Bachmann, M. Bachmayer, J. J. Back, P. Baladron Rodriguez, V. Balagura, A. Balboni, W. Baldini, Z. Baldwin, L. Balzani, H. Bao, J. Baptista de Souza Leite, C. Barbero Pretel, M. Barbetti, I. R. Barbosa, R. J. Barlow, M. Barnyakov, S. Barsuk, W. Barter, J. Bartz, S. Bashir, B. Batsukh, P. B. Battista, A. Bay, A. Beck, M. Becker, F. Bedeschi, I. B. Bediaga, N. A. Behling, S. Belin, A. Bellavista, K. Belous, I. Belov, I. Belyaev, G. Benane, G. Bencivenni, E. Ben-Haim, A. Berezhnoy, R. Bernet, S. Bernet Andres, A. Bertolin, C. Betancourt, F. Betti, J. Bex, Ia. Bezshyiko, O. Bezshyyko, J. Bhom, M. S. Bieker, N. V. Biesuz, P. Billoir, A. Biolchini, M. Birch, F. C. R. Bishop, A. Bitadze, A. Bizzeti, T. Blake, F. Blanc, J. E. Blank, S. Blusk, V. Bocharnikov, J. A. Boelhauve, O. Boente Garcia, T. Boettcher, A. Bohare, A. Boldyrev, C. S. Bolognani, R. Bolzonella, R. B. Bonacci, N. Bondar, A. Bordelius, F. Borgato, S. Borghi, M. Borsato, J. T. Borsuk, E. Bottalico, S. A. Bouchiba, M. Bovill, T. J. V. Bowcock, A. Boyer, C. Bozzi, J. D. Brandenburg, A. Brea Rodriguez, N. Breer, J. Brodzicka, A. Brossa Gonzalo, J. Brown, D. Brundu, E. Buchanan, M. Burgos Marcos, A. T. Burke, C. Burr, C. Buti, J. S. Butter, J. Buytaert, W. Byczynski, S. Cadeddu, H. Cai, Y. Cai, A. Caillet, R. Calabrese, S. Calderon Ramirez, L. Calefice, M. Calvi, M. Calvo Gomez, P. Camargo Magalhaes, J. I. Cambon Bouzas, P. Campana, D. H. Campora Perez, A. F. Campoverde Quezada, S. Capelli, M. Caporale, L. Capriotti, R. Caravaca-Mora, A. Carbone, L. Carcedo Salgado, R. Cardinale, A. Cardini, P. Carniti, L. Carus, A. Casais Vidal, R. Caspary, G. Casse, M. Cattaneo, G. Cavallero, V. Cavallini, S. Celani, I. Celestino, S. Cesare, A. J. Chadwick, I. Chahrour, H. Chang, M. Charles, Ph. Charpentier, E. Chatzianagnostou, R. Cheaib, M. Chefdeville, C. Chen, J. Chen, S. Chen, Z. Chen, M. Cherif, A. Chernov, S. Chernyshenko, X. Chiotopoulos, V. Chobanova, M. Chrzaszcz, A. Chubykin, V. Chulikov, P. Ciambrone, X. Cid Vidal, G. Ciezarek, P. Cifra, P. E. L. Clarke, M. Clemencic, H. V. Cliff, J. Closier, C. Cocha Toapaxi, V. Coco, J. Cogan, E. Cogneras, L. Cojocariu, S. Collaviti, P. Collins, T. Colombo, M. Colonna, A. Comerma-Montells, L. Congedo, J. Connaughton, A. Contu, N. Cooke, G. Cordova, C. Coronel, I. Corredoira, A. Correia, G. Corti, J. Cottee Meldrum, B. Couturier, D. C. Craik, M. Cruz Torres, E. Curras Rivera, R. Currie, C. L. Da Silva, S. Dadabaev, L. Dai, X. Dai, E. Dall'Occo, J. Dalseno, C. D'Ambrosio, J. Daniel, P. d'Argent, G. Darze, A. Davidson, J. E. Davies, O. De Aguiar Francisco, C. De Angelis, F. De Benedetti, J. de Boer, K. De Bruyn, S. De Capua, M. De Cian, U. De Freitas Carneiro Da Graca, E. De Lucia, J. M. De Miranda, L. De Paula, M. De Serio, P. De Simone, F. De Vellis, J. A. de Vries, F. Debernardis, D. Decamp, S. Dekkers, L. Del Buono, B. Delaney, H. -P. Dembinski, J. Deng, V. Denysenko, O. Deschamps, F. Dettori, B. Dey, P. Di Nezza, I. Diachkov, S. Didenko, S. Ding, Y. Ding, L. Dittmann, V. Dobishuk, A. D. Docheva, A. Doheny, C. Dong, A. M. Donohoe, F. Dordei, A. C. dos Reis, A. D. Dowling, L. Dreyfus, W. Duan, P. Duda, L. Dufour, V. Duk, P. Durante, M. M. Duras, J. M. Durham, O. D. Durmus, A. Dziurda, A. Dzyuba, S. Easo, E. Eckstein, U. Egede, A. Egorychev, V. Egorychev, S. Eisenhardt, E. Ejopu, L. Eklund, M. Elashri, J. Ellbracht, S. Ely, A. Ene, J. Eschle, S. Esen, T. Evans, F. Fabiano, S. Faghih, L. N. Falcao, B. Fang, R. Fantechi, L. Fantini, M. Faria, K. Farmer, D. Fazzini, L. Felkowski, M. Feng, M. Feo, A. Fernandez Casani, M. Fernandez Gomez, A. D. Fernez, F. Ferrari, F. Ferreira Rodrigues, M. Ferrillo, M. Ferro-Luzzi, S. Filippov, R. A. Fini, M. Fiorini, M. Firlej, K. L. Fischer, D. S. Fitzgerald, C. Fitzpatrick, T. Fiutowski, F. Fleuret, A. Fomin, M. Fontana, L. F. Foreman, R. Forty, D. Foulds-Holt, V. Franco Lima, M. Franco Sevilla, M. Frank, E. Franzoso, G. Frau, C. Frei, D. A. Friday, J. Fu, Q. Führing, T. Fulghesu, G. Galati, M. D. Galati, A. Gallas Torreira, D. Galli, S. Gambetta, M. Gandelman, P. Gandini, B. Ganie, H. Gao, R. Gao, T. Q. Gao, Y. Gao, Y. Gao, Y. Gao, L. M. Garcia Martin, P. Garcia Moreno, J. García Pardiñas, P. Gardner, K. G. Garg, L. Garrido, C. Gaspar, A. Gavrikov, L. L. Gerken, E. Gersabeck, M. Gersabeck, T. Gershon, S. Ghizzo, Z. Ghorbanimoghaddam, F. I. Giasemis, V. Gibson, H. K. Giemza, A. L. Gilman, M. Giovannetti, A. Gioventù, L. Girardey, M. A. Giza, F. C. Glaser, V. V. Gligorov, C. Göbel, L. Golinka-Bezshyyko, E. Golobardes, D. Golubkov, A. Golutvin, S. Gomez Fernandez, W. Gomulka, I. Gonçales Vaz, F. Goncalves Abrantes, M. Goncerz, G. Gong, J. A. Gooding, I. V. Gorelov, C. Gotti, E. Govorkova, J. P. Grabowski, L. A. Granado Cardoso, E. Graugés, E. Graverini, L. Grazette, G. Graziani, A. T. Grecu, N. A. Grieser, L. Grillo, S. Gromov, C. Gu, M. Guarise, L. Guerry, V. Guliaeva, P. A. Günther, A. -K. Guseinov, E. Gushchin, Y. Guz, T. Gys, K. Habermann, T. Hadavizadeh, C. Hadjivasiliou, G. Haefeli, C. Haen, S. Haken, G. Hallett, P. M. Hamilton, J. Hammerich, Q. Han, X. Han, S. Hansmann-Menzemer, L. Hao, N. Harnew, T. H. Harris, M. Hartmann, S. Hashmi, J. He, A. Hedes, F. Hemmer, C. Henderson, R. Henderson, R. D. L. Henderson, A. M. Hennequin, K. Hennessy, L. Henry, J. Herd, P. Herrero Gascon, J. Heuel, A. Heyn, A. Hicheur, G. Hijano Mendizabal, J. Horswill, R. Hou, Y. Hou, D. C. Houston, N. Howarth, J. Hu, W. Hu, X. Hu, W. Hulsbergen, R. J. Hunter, M. Hushchyn, D. Hutchcroft, M. Idzik, D. Ilin, P. Ilten, A. Iniukhin, A. Iohner, A. Ishteev, K. Ivshin, H. Jage, S. J. Jaimes Elles, S. Jakobsen, E. Jans, B. K. Jashal, A. Jawahery, C. Jayaweera, V. Jevtic, Z. Jia, E. Jiang, X. Jiang, Y. Jiang, Y. J. Jiang, E. Jimenez Moya, N. Jindal, M. John, A. John Rubesh Rajan, D. Johnson, C. R. Jones, S. Joshi, B. Jost, J. Juan Castella, N. Jurik, I. Juszczak, D. Kaminaris, S. Kandybei, M. Kane, Y. Kang, C. Kar, M. Karacson, A. Kauniskangas, J. W. Kautz, M. K. Kazanecki, F. Keizer, M. Kenzie, T. Ketel, B. Khanji, A. Kharisova, S. Kholodenko, G. Khreich, T. Kirn, V. S. Kirsebom, O. Kitouni, S. Klaver, N. Kleijne, D. K. Klekots, K. Klimaszewski, M. R. Kmiec, T. Knospe, R. Kolb, S. Koliiev, L. Kolk, A. Konoplyannikov, P. Kopciewicz, P. Koppenburg, A. Korchin, M. Korolev, I. Kostiuk, O. Kot, S. Kotriakhova, E. Kowalczyk, A. Kozachuk, P. Kravchenko, L. Kravchuk, O. Kravcov, M. Kreps, P. Krokovny, W. Krupa, W. Krzemien, O. Kshyvanskyi, S. Kubis, M. Kucharczyk, V. Kudryavtsev, E. Kulikova, A. Kupsc, V. Kushnir, B. Kutsenko, J. Kvapil, I. Kyryllin, D. Lacarrere, P. Laguarta Gonzalez, A. Lai, A. Lampis, D. Lancierini, C. Landesa Gomez, J. J. Lane, G. Lanfranchi, C. Langenbruch, J. Langer, O. Lantwin, T. Latham, F. Lazzari, C. Lazzeroni, R. Le Gac, H. Lee, R. Lefèvre, A. Leflat, S. Legotin, M. Lehuraux, E. Lemos Cid, O. Leroy, T. Lesiak, E. D. Lesser, B. Leverington, A. Li, C. Li, C. Li, H. Li, J. Li, K. Li, L. Li, M. Li, P. Li, P. -R. Li, Q. Li, T. Li, T. Li, Y. Li, Y. Li, Y. Li, Z. Lian, Q. Liang, X. Liang, Z. Liang, S. Libralon, A. L. Lightbody, C. Lin, T. Lin, R. Lindner, H. Linton, R. Litvinov, D. Liu, F. L. Liu, G. Liu, K. Liu, S. Liu, W. Liu, Y. Liu, Y. Liu, Y. L. Liu, G. Loachamin Ordonez, A. Lobo Salvia, A. Loi, T. Long, F. C. L. Lopes, J. H. Lopes, A. Lopez Huertas, C. Lopez Iribarnegaray, S. López Soliño, Q. Lu, C. Lucarelli, D. Lucchesi, M. Lucio Martinez, Y. Luo, A. Lupato, E. Luppi, K. Lynch, X. -R. Lyu, G. M. Ma, H. Ma, S. Maccolini, F. Machefert, F. Maciuc, B. Mack, I. Mackay, L. M. Mackey, L. R. Madhan Mohan, M. J. Madurai, D. Magdalinski, D. Maisuzenko, J. J. Malczewski, S. Malde, L. Malentacca, A. Malinin, T. Maltsev, G. Manca, G. Mancinelli, C. Mancuso, R. Manera Escalero, F. M. Manganella, D. Manuzzi, D. Marangotto, J. F. Marchand, R. Marchevski, U. Marconi, E. Mariani, S. Mariani, C. Marin Benito, J. Marks, A. M. Marshall, L. Martel, G. Martelli, G. Martellotti, L. Martinazzoli, M. Martinelli, D. Martinez Gomez, D. Martinez Santos, F. Martinez Vidal, A. Martorell i Granollers, A. Massafferri, R. Matev, A. Mathad, V. Matiunin, C. Matteuzzi, K. R. Mattioli, A. Mauri, E. Maurice, J. Mauricio, P. Mayencourt, J. Mazorra de Cos, M. Mazurek, M. McCann, T. H. McGrath, N. T. McHugh, A. McNab, R. McNulty, B. Meadows, G. Meier, D. Melnychuk, D. Mendoza Granada, P. Menendez Valdes Perez, F. M. Meng, M. Merk, A. Merli, L. Meyer Garcia, D. Miao, H. Miao, M. Mikhasenko, D. A. Milanes, A. Minotti, E. Minucci, T. Miralles, B. Mitreska, D. S. Mitzel, R. Mocanu, A. Modak, L. Moeser, R. D. Moise, E. F. Molina Cardenas, T. Mombächer, M. Monk, S. Monteil, A. Morcillo Gomez, G. Morello, M. J. Morello, M. P. Morgenthaler, A. Moro, J. Moron, W. Morren, A. B. Morris, A. G. Morris, R. Mountain, H. Mu, Z. M. Mu, E. Muhammad, F. Muheim, M. Mulder, K. Müller, F. Muñoz-Rojas, R. Murta, V. Mytrochenko, P. Naik, T. Nakada, R. Nandakumar, T. Nanut, I. Nasteva, M. Needham, E. Nekrasova, N. Neri, S. Neubert, N. Neufeld, P. Neustroev, J. Nicolini, D. Nicotra, E. M. Niel, N. Nikitin, L. Nisi, Q. Niu, P. Nogarolli, P. Nogga, C. Normand, J. Novoa Fernandez, G. Nowak, C. Nunez, H. N. Nur, A. Oblakowska-Mucha, V. Obraztsov, T. Oeser, A. Okhotnikov, O. Okhrimenko, R. Oldeman, F. Oliva, E. Olivart Pino, M. Olocco, C. J. G. Onderwater, R. H. O'Neil, J. S. Ordonez Soto, D. Osthues, J. M. Otalora Goicochea, P. Owen, A. Oyanguren, O. Ozcelik, F. Paciolla, A. Padee, K. O. Padeken, B. Pagare, T. Pajero, A. Palano, M. Palutan, C. Pan, X. Pan, S. Panebianco, G. Panshin, L. Paolucci, A. Papanestis, M. Pappagallo, L. L. Pappalardo, C. Pappenheimer, C. Parkes, D. Parmar, B. Passalacqua, G. Passaleva, D. Passaro, A. Pastore, M. Patel, J. Patoc, C. Patrignani, A. Paul, C. J. Pawley, A. Pellegrino, J. Peng, X. Peng, M. Pepe Altarelli, S. Perazzini, D. Pereima, H. Pereira Da Costa, M. Pereira Martinez, A. Pereiro Castro, C. Perez, P. Perret, A. Perrevoort, A. Perro, M. J. Peters, K. Petridis, A. Petrolini, S. Pezzulo, J. P. Pfaller, H. Pham, L. Pica, M. Piccini, L. Piccolo, B. Pietrzyk, G. Pietrzyk, R. N. Pilato, D. Pinci, F. Pisani, M. Pizzichemi, V. M. Placinta, M. Plo Casasus, T. Poeschl, F. Polci, M. Poli Lener, A. Poluektov, N. Polukhina, I. Polyakov, E. Polycarpo, S. Ponce, D. Popov, S. Poslavskii, K. Prasanth, C. Prouve, D. Provenzano, V. Pugatch, G. Punzi, J. R. Pybus, S. Qasim, Q. Q. Qian, W. Qian, N. Qin, S. Qu, R. Quagliani, R. I. Rabadan Trejo, R. Racz, J. H. Rademacker, M. Rama, M. Ramírez García, V. Ramos De Oliveira, M. Ramos Pernas, M. S. Rangel, F. Ratnikov, G. Raven, M. Rebollo De Miguel, F. Redi, J. Reich, F. Reiss, Z. Ren, P. K. Resmi, M. Ribalda Galvez, R. Ribatti, G. Ricart, D. Riccardi, S. Ricciardi, K. Richardson, M. Richardson-Slipper, K. Rinnert, P. Robbe, G. Robertson, E. Rodrigues, A. Rodriguez Alvarez, E. Rodriguez Fernandez, J. A. Rodriguez Lopez, E. Rodriguez Rodriguez, J. Roensch, A. Rogachev, A. Rogovskiy, D. L. Rolf, P. Roloff, V. Romanovskiy, A. Romero Vidal, G. Romolini, F. Ronchetti, T. Rong, M. Rotondo, S. R. Roy, M. S. Rudolph, M. Ruiz Diaz, R. A. Ruiz Fernandez, J. Ruiz Vidal, J. J. Saavedra-Arias, J. J. Saborido Silva, S. E. R. Sacha Emile R., N. Sagidova, D. Sahoo, N. Sahoo, B. Saitta, M. Salomoni, I. Sanderswood, R. Santacesaria, C. Santamarina Rios, M. Santimaria, L. Santoro, E. Santovetti, A. Saputi, D. Saranin, A. Sarnatskiy, G. Sarpis, M. Sarpis, C. Satriano, A. Satta, M. Saur, D. Savrina, H. Sazak, F. Sborzacchi, A. Scarabotto, S. Schael, S. Scherl, M. Schiller, H. Schindler, M. Schmelling, B. Schmidt, N. Schmidt, S. Schmitt, H. Schmitz, O. Schneider, A. Schopper, N. Schulte, M. H. Schune, G. Schwering, B. Sciascia, A. Sciuccati, G. Scriven, I. Segal, S. Sellam, A. Semennikov, T. Senger, M. Senghi Soares, A. Sergi, N. Serra, L. Sestini, A. Seuthe, B. Sevilla Sanjuan, Y. Shang, D. M. Shangase, M. Shapkin, R. S. Sharma, I. Shchemerov, L. Shchutska, T. Shears, L. Shekhtman, Z. Shen, S. Sheng, V. Shevchenko, B. Shi, Q. Shi, W. S. Shi, Y. Shimizu, E. Shmanin, R. Shorkin, J. D. Shupperd, R. Silva Coutinho, G. Simi, S. Simone, M. Singha, N. Skidmore, T. Skwarnicki, M. W. Slater, E. Smith, K. Smith, M. Smith, L. Soares Lavra, M. D. Sokoloff, F. J. P. Soler, A. Solomin, A. Solovev, K. Solovieva, N. S. Sommerfeld, R. Song, Y. Song, Y. Song, Y. S. Song, F. L. Souza De Almeida, B. Souza De Paula, K. M. Sowa, E. Spadaro Norella, E. Spedicato, J. G. Speer, P. Spradlin, V. Sriskaran, F. Stagni, M. Stahl, S. Stahl, S. Stanislaus, M. Stefaniak, E. N. Stein, O. Steinkamp, H. Stevens, D. Strekalina, Y. Su, F. Suljik, J. Sun, J. Sun, L. Sun, D. Sundfeld, W. Sutcliffe, V. Svintozelskyi, K. Swientek, F. Swystun, A. Szabelski, T. Szumlak, Y. Tan, Y. Tang, Y. T. Tang, M. D. Tat, J. A. Teijeiro Jimenez, A. Terentev, F. Terzuoli, F. Teubert, E. Thomas, D. J. D. Thompson, A. R. Thomson-Strong, H. Tilquin, V. Tisserand, S. T'Jampens, M. Tobin, T. T. Todorov, L. Tomassetti, G. Tonani, X. Tong, T. Tork, D. Torres Machado, L. Toscano, D. Y. Tou, C. Trippl, G. Tuci, N. Tuning, L. H. Uecker, A. Ukleja, D. J. Unverzagt, A. Upadhyay, B. Urbach, A. Usachov, A. Ustyuzhanin, U. Uwer, V. Vagnoni, V. Valcarce Cadenas, G. Valenti, N. Valls Canudas, J. van Eldik, H. Van Hecke, E. van Herwijnen, C. B. Van Hulse, R. Van Laak, M. van Veghel, G. Vasquez, R. Vazquez Gomez, P. Vazquez Regueiro, C. Vázquez Sierra, S. Vecchi, J. Velilla Serna, J. J. Velthuis, M. Veltri, A. Venkateswaran, M. Verdoglia, M. Vesterinen, W. Vetens, D. Vico Benet, P. Vidrier Villalba, M. Vieites Diaz, X. Vilasis-Cardona, E. Vilella Figueras, A. Villa, P. Vincent, B. Vivacqua, F. C. Volle, D. vom Bruch, N. Voropaev, K. Vos, C. Vrahas, J. Wagner, J. Walsh, E. J. Walton, G. Wan, A. Wang, B. Wang, C. Wang, G. Wang, H. Wang, J. Wang, J. Wang, J. Wang, J. Wang, M. Wang, N. W. Wang, R. Wang, X. Wang, X. Wang, X. W. Wang, Y. Wang, Y. Wang, Y. H. Wang, Z. Wang, Z. Wang, J. A. Ward, M. Waterlaat, N. K. Watson, D. Websdale, Y. Wei, Z. Weida, J. Wendel, B. D. C. Westhenry, C. White, M. Whitehead, E. Whiter, A. R. Wiederhold, D. Wiedner, M. A. Wiegertjes, C. Wild, G. Wilkinson, M. K. Wilkinson, M. Williams, M. J. Williams, M. R. J. Williams, R. Williams, S. Williams, Z. Williams, F. F. Wilson, M. Winn, W. Wislicki, M. Witek, L. Witola, T. Wolf, E. Wood, G. Wormser, S. A. Wotton, H. Wu, J. Wu, X. Wu, Y. Wu, Z. Wu, K. Wyllie, S. Xian, Z. Xiang, Y. Xie, T. X. Xing, A. Xu, L. Xu, L. Xu, M. Xu, Z. Xu, Z. Xu, Z. Xu, K. Yang, X. Yang, Y. Yang, Z. Yang, V. Yeroshenko, H. Yeung, H. Yin, X. Yin, C. Y. Yu, J. Yu, X. Yuan, Y Yuan, E. Zaffaroni, J. A. Zamora Saa, M. Zavertyaev, M. Zdybal, F. Zenesini, C. Zeng, M. Zeng, C. Zhang, D. Zhang, J. Zhang, L. Zhang, R. Zhang, S. Zhang, S. Zhang, Y. Zhang, Y. Z. Zhang, Z. Zhang, Y. Zhao, A. Zhelezov, S. Z. Zheng, X. Z. Zheng, Y. Zheng, T. Zhou, X. Zhou, Y. Zhou, V. Zhovkovska, L. Z. Zhu, X. Zhu, X. Zhu, Y. Zhu, V. Zhukov, J. Zhuo, Q. Zou, D. Zuliani, G. Zunica
البحث الأصلي مرخَّص بموجب CC BY 4.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). ✨ هذا شرح مولَّده بالذكاء الاصطناعي للبحث أدناه. لم يكتبه المؤلفون ولم يصادقوا عليه. وللتحقق من الدقة التقنية، يرجى الرجوع إلى البحث الأصلي. اقرأ إخلاء المسؤولية الكامل
تخيل مصادم الهادرات الكبير (LHC) في سيرن (CERN) باعتباره أقوى محطم جسيمات في العالم. داخل حلقته العملاقة، تنطلق حزم من البروتونات (لبنات البناء الصغيرة للمادة) بسرعة تقارب سرعة الضوء وتصطدم ببعضها البعض. وعندما تتصادم، تُنتج زخات من الجسيمات الجديدة، بعضها ثقيل جداً وغير مستقر، مثل بوزون W.
هذه الورقة هي تقرير من تجربة LHCb، وهي عبارة عن كاميرا وكاشف عملاق يقع عند إحدى نقاط التصادم هذه. مهمتهم هي التقاط "لقطة" لهذه الاصطدامات ومعرفة ما حدث بالضبط.
إليك قصة ما فعلوه، مشروحة ببساطة:
١. الهدف: مطاردة شبح
بوزون W يشبه الشبح؛ فهو يعيش لكسر ضئيل جداً من الثانية قبل أن يتحلل (يتفكك) إلى جسيمات أخرى. في هذه التجربة، كانوا يبحثون عن نوع محدد من التحلل: تحول بوزون W إلى ميون (ابن عم ثقيل للإلكترون) ونيوترينو (جسيم شبحي لا يتفاعل مع أي شيء تقريباً).
ولأن النيوترينو يختفي دون ترك أثر، لا يستطيع العلماء رؤية الصورة كاملة. هم يرون الميون فقط. الأمر يشبه محاولة معرفة سرعة سيارة مرت للتو عبر جدار، لكنك لا ترى سوى آثار الإطارات التي تركتها خلفها. عليك استخدام الرياضيات والفيزياء لتخمين ما كانت تفعله السيارة.
٢. الحيلة الجديدة: خريطة تفصيلية
في الماضي، كان العلماء عادة ما يلتقطون "صورة ضبابية" للحدث بأكمله. كانوا يعدّون عدد الميونات التي رأوها ويحسبون متوسطاً لها.
في هذه الورقة، فعل فريق LHCb شيئاً جديداً. فبدلاً من مجرد العد، قاموا بإنشاء خريطة تفصيلية. لقد نظروا إلى الميونات وصنفواهم إلى ١٢ "وعاءً" مختلفاً بناءً على سرعة حركتهم الجانبية (الزخم المستعرض).
- التشبيه: تخيل نهراً. في الماضي، كانوا يقيسون فقط إجمالي كمية المياه المتدفقة. أما الآن، فقد قاسوا سرعة المياه في ١٢ نقطة مختلفة على طول ضفة النهر. هذا يعطيهم صورة أكثر تفصيلاً لتدفق المياه.
٣. تنظيف الفوضى
منطقة التصادم فوضوية. في معظم الأوقات، الميونات التي يراها العلماء ليست ناتوة عن بوزونات W؛ بل هي "منتحلون" نتجت عن جسيمات أخرى شائعة (مثل البيونات) التي تخدع الكاشف.
- التشبيه: تخيل محاولة العثور على شخص مشهور محدد في ملعب مزدحم. معظم الناس يبدون مثل هذا المشهور (يرتدون ملابس مشابهة). كان على العلماء بناء مرشح متطور لتجاهل "المتشابهين" وعدّ المشاهير الحقيقيين فقط. لقد استخدموا "درجة نظافة" (تسمى العزل/isolation) للتحقق مما إذا كان الميون وحيداً (جيد) أو محاطاً بحشد من الجسيمات الأخرى (سيء).
٤. الكشف الكبير: وزن الشبح
بمجرد حصولهم على خريطة نظيفة ومفصلة لسرعات الميونات، قاموا بشيء عبقري. استخدموا هذه الخريطة لـ وزن بوزون W.
عادةً، وزن جسيم ما يشبه محاولة تخمين وزن بالون من خلال مراقبة مدى سرعة طفوه بعيداً. من الصعب القيام بذلك بدقة. ولكن لأن لديهم خريطة مفصلة لسرعات الميونات، استطاعوا عكس هندسة الرياضيات للعثور على الكتلة الدقيقة لبوزون W.
النتيجة:
حسبوا كتلة بوزون W لتكون ٨٠,٣٦٩ ميلي-إلكترون فولت (وحدة كتلة في فيزياء الجسيمات).
- هم واثقون جداً من هذا الرقم. "هوامش الخطأ" (هامش عدم اليقين) ضئيلة جداً، مثل قياس عرض شعرة بشرية من مسافة ميل.
- هذه النتيجة تتطابق مع ما توقعته التجارب الأخرى والنظريات العالمية، وهو فوز كبير للفيزياء. هذا يعني أن فهمنا الحالي للكون يعمل بشكل صحيح.
٥. لماذا هذا مهم؟
هذه الورقة هي "إثبات مبدأ". إنها تشبه الاختبار التجريبي.
- مجموعة البيانات: استخدموا فقط كمية صغيرة من البيانات (١٠٠ "إنفيرس بيكوبارن"، وهي جزء ضئيل جداً مما ينتجه LHC في عام واحد).
- المستقبل: لقد أثبتوا أن هذا الأسلوب التفصيلي الجديد يعمل. الآن، يمكنهم تطبيق نفس هذه التقنية على الكميات الهائلة من البيانات التي سيجمعونها في المستقبل (التشغيل الثالث وما بعده).
- العائد: مع المزيد من البيانات، يتوقعون قياس كتلة بوزون W بدقة أكبر حتى. إذا وجدوا ولو اختلافاً طفيفاً بين قياسهم والنظرية، فقد يعني ذلك وجود فيزياء جديدة في انتظار الاكتشاف — شيء لا نعرفه بعد!
الملخص
أخذ فريق LHCb عينة صغيرة من تصادمات الجسيمات، ونظفوا الضجيج، ورسموا خريطة لسرعات الجسيمات الناتجة بتفصيل دقيق، واستخدموا تلك الخريطة لوزن جسيم أساسي في الكون. وجدوا أن بوزون W يزن تماماً كما توقعنا، مما يؤكد قوانين الفيزياء الحالية ويمهد الطريق لاكتشافات أكثر دقة في المستقبل.
إليك ملخص تقني مفصل للورقة البحثية CERN-EP-2025-197، بعنوان "قياس المقاطع العرضية لعملية W→μν كدالة في الزخم المستعرض للميون في تصادمات البروتون-بروتون عند طاقة 5.02 تريليون إلكترون فولت."
1. المشكلة والدوافع
يعد إنتاج بوزونات المتجهات الكهرومغناطية الضخمة (W و Z) عملية أساسية لاختبار النموذج القياسي وتقييد دالات توزيع البارتونات (PDFs). وبينما قامت تجربة LHCb سابقاً بقياس المقاطع العرضية لـ W→μν، فقد كانت تلك القياسات متكاملة عبر الزخم المستعرض للميون (pT) لأن شكل توزيع pT كان مطلوباً تاريخياً لطرح الخلفيات الهادرونية.
تتمثل التحديات الرئيسية التي تعالجها هذه الدراسة في:
- القياس التفاضلي: تطوير طريقة لقياس المقطع العرضي التفاضلي (dσ/dpT) دون الاعتماد على شكل pT لطرح الخلفية، مما يسمح باستخراج أكثر قوة لمعلمات الفيزياء.
- تحديد كتلة بوزون W (mW): استخدام المقاطع العرضية التفاضلية المقاسة حديثاً لتحديد كتلة بوزون W. تقليدياً، تُقاس mW عبر ملاءمة مباشرة لتوزيعات الزخم المستعرض للبتونات المشحونة أو الكتلة المستعرضة. تقترح هذه الورقة نهجاً جديداً كـ "إثبات لمبدأ العمل": استخدام المقاطع العرضية التفاضلية المصححة كمدخلات لملاءمة نظرية لاستخراج mW.
- قيود المنطقة الأمامية: توفير قيود على دالات توزيع البارتونات (PDFs) عند كسور الزخم العالية والمنخفضة (x) في منطقة الاعتلال النفسي الأمامي (2<η<5)، مما يكمل القياسات من الكواشف المركزية (ATLAS/CMS).
2. المنهجية
مجموعة البيانات والكاشف
- البيانات: تصادمات بروتون-بروتون عند طاقة مركز الكتلة s=5.02 تريليون إلكترون فولت، سجلتها تجربة LHCb في عام 2017.
- اللمعان (Luminosity): 100±2 pb−1.
- المنطقة الحركية: ميونات بـ 2.2<η<4.4 و pT>28 GeV.
- الاختيار: أحداث ناتجة عن مشغل (trigger) ميون عتادي (pT>5 GeV). مرشحات الإشارة هي ميونات معزولة (pT>28 GeV، وعزل $< dots 8GeV).يتمكبحالخلفياتمنZ \to \mu\mu$ عن طريق حظر الأحداث التي تحتوي على ميون ثانٍ.
نمذجة الخلفية والمعايرة
- الخلفية الهادرونية: تشكل الهادرونات الخفيفة المشحونة (بايونات، كاونات، بروتونات) التي تُخطئ في تحديد هويتها كميونات أكبر خلفية.
- يتم تمثيل احتمالات الخطأ في تحديد الهوية كدالة في الزخم باستخدام المحاكاة.
- تُجرى معايرة قائمة على البيانات باستخدام عينة غنية بالهادرونات عالية pT من بيانات 13 تريليون إلكترون فولت (نظراً لعدم وجود مشغل هادروني مخصص عند 5.02 تريليون إلكترون فولت).
- يتم اشتقاق عامل معايرة العزل (0.93±0.02) من بيانات Z→μμ لتصحيح المحاكاة.
- تصحيحات زخم الميون:
- تحيز الانحناء: يتم تطبيق طريقة "الكتلة الزائفة" (pseudomass) لتصحيح تحيزات الزخم المعتمدة على الشحنة (q/p→q/p+δ) الناتجة عن عدم محاذاة المجال المغناطيسي، باستخدام مرشحات Z→μμ.
- التلطيخ (Smearing): يتم تلطيخ المحاكاة لتتطابق مع دقة الزخم في البيانات، حيث يتم ضبط المعلمات (α,σ1,σ2) لتناسب توزيع كتلة Z→μμ.
قياس المقطع العرضي التفاضلي
- استراتيجية الملاءمة: يتم إجراء ملاءمة متزامنة على توزيع ثنائي الأبعاد لـ pT الميون (12 صندوقاً، عرض 28–52 GeV) والعزل (8 صناديق).
- دالة الإمكان الأعظم (Likelihood Function): تقوم دالة الإمكان الأعظم بتقليل الفرق بين المرشحات المرصودة والتوقعات النموذجية (λi)، والتي تشمل الإشارة، والخلفية الهادرونية، والخلفيات الكهرومغناطوية الضعيفة الأخرى.
- إزالة الالتفاف (Unfolding): يتم نمذجة مكون الإشارة باستخدام مصفوفة استجابة (Rij) تربط pT الحقيقي بـ pT المعاد بناؤه. تستخرج الملاءمة المقاطع العرضية التفاضلية مباشرة دون افتراض شكل محدد لـ dσ/dpT.
تحديد كتلة بوزون W
- النموذج النظري: يتم ملاءمة dσ/dpT المقاسة مقابل قوالب نظرية تم إنتاجها باستخدام DYTurbo (بدقة NNLO) و Pythia8.
- المعلمات: تقوم الملاءمة بتغيير mW، وثابت الاقتران القوي αs، ومعلمة غير اضطرابية g (تؤثر على تجميع pT).
- مجموعات الـ PDF: يتم حساب النتائج كمتوسط لثلاث مجموعات PDF وهي: NNPDF3.1، و MSHT20، و CT18.
- التحقق: يتم التحقق من النموذج مقابل بيانات pT لبوزون Z عند 5.02 تريليون إلكترون فولت لتقييد αs و g قبل تطبيقها على ملاءمة كتلة W.
3. المساهمات الرئيسية
- أول قياس تفاضلي لـ W→μν في LHCb: هذه هي المرة الأولى التي تقيس فيها LHCb المقطع العرضي لـ W→μν تفاضلياً في pT الميون، متجاوزة القيود السابقة حيث كان شكل pT مرتبطاً بطرح الخلفية.
- منهجية مبتكرة لاستخراج mW: توضح الورقة مساراً جديداً لتحديد كتلة بوزون W عبر ملاءمة المقطع العرضي التفاضلي بدلاً من التوزيعات الحركية للجسيمات النهائية. هذا يفصل نمذجة الفيزياء عن نمذجة دقة الكاشف بطريقة فريدة.
- معالجة شاملة للنظم: تقدم الدراسة مصفوفة تغاير كاملة (24 × 24) تأخذ في الاعتبار عدم اليقين الإحصائي والنظمي (بما في ذلك تحيزات الزخم المعتمدة على الشحنة، ونمذجة الخلفية الهادرونية، وإزالة الالتفاف)، وهو أمر بالغ الأهمية لملاءمة mW عالية الدقة.
4. النتائج
المقاطع العرضية المتكاملة
المقاطع العرضية المقاسة (متكاملة عبر 2.2<η<4.4 و 28<pT<52 GeV) هي:
- σ(W+→μ+νμ)=300.9±2.4 (stat)±3.8 (syst)±6.0 (lumi) pb
- σ(W−→μ−νˉμ)=236.9±2.1 (stat)±2.7 (syst)±4.7 (lumi) pb
هذه النتائج متسقة مع التوقعات النظرية عند O(αs2) باستخدام مجموعات PDF مختلفة.
المقاطع العرضية التفاضلية
تم قياس المقاطع العرضية التفاضلية في 12 صندوقاً لـ pT (بعرض 2 GeV). تظهر النتائج الطيف المتناقص المتوقع، حيث تكون مقاطع W+ العرضية أعلى عموماً من W− بسبب تكوين الكواركات التكافؤية للبروتون.
كتلة بوزون W
باستخدام المقاطع العرضية التفاضلية كمدخلات، تم تحديد كتلة بوزون W كـ:
mW=80369±130 (exp)±33 (theory) MeV
- عدم اليقين التجريبي (130 MeV): يهيمن عليه تحيز الزخم غير المعتمد على الشحنة والمحدودية الإحصائية لمجموعة البيانات الصغيرة.
- عدم اليقين النظري (33 MeV): يشمل عدم يقين الـ PDF، وتغيرات مقياس QCD، ونمذجة الإشعاع QED.
- الأهمية: هذه النتيجة متوافقة مع الملاءمة الكهرومغناطوية الضعيفة العالمية والقياسات المباشرة السابقة (LEP، Tevatron)، مما يؤكد صحة المنهجية الجديدة رغم محدودية مجموعة البيانات.
5. الأهمية والآفاق المستقبلية
- إثبات المبدأ: أثبت التحليل بنجاح أن المقاطع العرضية التفاضلية يمكن استخدامها لاستخراج mW بدقة تنافسية، مما يوفر منظوراً مكملاً للملاءمات الحركية التقليدية.
- الفهم النظامي: يوفر التفكيك التفصيلي لعدم اليقين النظمي (مثل الارتباط العكسي القوي بين تحيزات الزخم المعتمدة على الشحنة لـ W+ و W−) مخططاً للقياسات عالية الدقة مستقبلاً.
- الإمكانات المستقبلية: يشير المؤلفون إلى أن تطبيق هذه الطريقة على مجموعة بيانات LHCb Run 2 الكاملة (s=13 تريليون إلكترون فولت) سيزيد الإحصائيات بمقدار رتبتين من الحجم. يمكن أن يؤدي ذلك إلى تقليل عدم اليقين الإحصائي على mW إلى حوالي 12 MeV، مما قد يجعل LHCb تجربة رائدة في قياسات دقة كتلة W.
- قيود الـ PDF: توفر القياسات التفاضلية قيوداً جديدة على الـ PDFs في المنطقة الأمامية، خاصة عند x العالية لـ W− و x المنخفضة لـ W+، وهي أمور حاسمة لتقليل عدم اليقين في عمليات فيزياء LHC الأخرى.
في الختام، تؤسس هذه الورقة إطاراً قوياً لقياسات بوزون W التفاضلية في LHCb وتثبت جدوى استخدام هذه القياسات لتحديد معلمات الكهرومغناطية الضعيفة بدقة عالية.
غارق في أبحاث مجالك؟
تصلك نشرة يومية بأحدث الأبحاث المطابقة لكلماتك البحثية المفتاحية — مع ملخصات تقنية، بلغتك.
تصلك أفضل أبحاث high-energy experiments كل أسبوع.
يحظى بثقة باحثين في ستانفورد وكامبريدج والأكاديمية الفرنسية للعلوم.
تفقّد بريدك لتأكيد الاشتراك.
حدث خطأ ما. تعيد المحاولة؟
لا رسائل مزعجة، ويمكنك إلغاء الاشتراك متى شئت.