B-jet fragmentation with B±→J/ψK± decays in s=13 TeV $pp$ collisions at LHCb
باستخدام 5.4 فمتوبار−1 من بيانات تصادمات بروتون-بروتون عند طاقة 13 تريليون إلكترون فولت تم جمعها بواسطة كاشف LHCb، تقيس هذه الدراسة دالات تجزئة النفاثات والملفات التعريفية الشعاعية لميزونات B± التي أُعيد بناؤها عبر اضمحلالات J/ψK±، مما يكشف عن مساهمة متزايدة من تجزئة الغلوون مع ارتفاع الزخم المستعرض للنفاث.
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, M. Arias, 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, Z. B. Bai, 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. Bavarchee, 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, A. Bertolin, F. Betti, J. Bex, O. Bezshyyko, S. Bhattacharya, M. S. Bieker, N. V. Biesuz, 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. 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, J. Brown, D. Brundu, E. Buchanan, M. Burgos Marcos, C. Burr, C. Buti, J. S. Butter, J. Buytaert, W. Byczynski, S. Cadeddu, H. Cai, Y. Cai, A. Caillet, R. Calabrese, L. Calefice, M. Calvi, M. Calvo Gomez, P. Camargo Magalhaes, J. I. Cambon Bouzas, P. Campana, A. C. Campos, A. F. Campoverde Quezada, Y. Cao, 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, A. Chen Hu, M. Cherif, A. Chernov, S. Chernyshenko, X. Chiotopoulos, G. Chizhik, 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, M. Cubero Campos, E. Curras Rivera, R. Currie, C. L. Da Silva, X. Dai, E. Dall'Occo, J. Dalseno, C. D'Ambrosio, J. Daniel, 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, J. Deng, V. Denysenko, O. Deschamps, F. Dettori, B. Dey, P. Di Nezza, I. Diachkov, S. Ding, Y. Ding, L. Dittmann, A. D. Docheva, A. Doheny, C. Dong, 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, D. Elizondo Blanco, J. Ellbracht, S. Ely, A. Ene, J. Eschle, T. Evans, F. Fabiano, S. Faghih, L. N. Falcao, B. Fang, R. Fantechi, L. Fantini, M. Faria, K. Farmer, F. Fassin, D. Fazzini, L. Felkowski, C. Feng, M. Feng, 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. A. 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, 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, F. Goncalves Abrantes, I. Gonçales Vaz, 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, C. Gu, M. Guarise, L. Guerry, 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. J. Harris, M. Hartmann, S. Hashmi, J. He, N. Heatley, A. Hedes, F. Hemmer, C. Henderson, R. Henderson, R. D. L. Henderson, A. M. Hennequin, K. Hennessy, 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, W. Hu, X. Hu, W. Hulsbergen, R. J. Hunter, M. Hushchyn, D. Hutchcroft, M. Idzik, D. Ilin, P. Ilten, A. Iohner, A. Ishteev, H. Jage, S. J. Jaimes Elles, S. Jakobsen, T. Jakoubek, E. Jans, B. K. Jashal, A. Jawahery, C. Jayaweera, A. Jelavic, 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, K. Kalecinska, 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, S. Kholodenko, G. Khreich, F. Kiraz, T. Kirn, V. S. Kirsebom, S. Klaver, N. Kleijne, A. Kleimenova, D. K. Klekots, K. Klimaszewski, M. R. Kmiec, T. Knospe, R. Kolb, S. Koliiev, L. Kolk, A. Konoplyannikov, P. Kopciewicz, P. Koppenburg, A. Korchin, 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, T. Latham, F. Lazzari, C. Lazzeroni, R. Le Gac, H. Lee, R. Lefèvre, A. Leflat, 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, 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. 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, I. Lobo, 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, S. Lyu, 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, D. Mazzanti Tarancon, M. McCann, N. T. McHugh, A. McNab, R. McNulty, B. Meadows, 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, T. Monnard, 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, Z. Mu, E. Muhammad, F. Muheim, M. Mulder, K. Müller, F. Muñoz-Rojas, V. Mytrochenko, P. Naik, T. Nakada, R. Nandakumar, G. Napoletano, 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, B. K. Njoki, 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, 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, L. Palini, M. Palutan, C. Pan, X. Pan, S. Panebianco, S. Paniskaki, L. Paolucci, A. Papanestis, M. Pappagallo, L. L. Pappalardo, C. Pappenheimer, C. Parkes, D. Parmar, 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, 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, K. Popp, S. Poslavskii, K. Prasanth, C. Prouve, D. Provenzano, V. Pugatch, A. Puicercus Gomez, G. Punzi, J. R. Pybus, Q. Qian, W. Qian, N. Qin, 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, F. Riehn, 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, 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, B. Sevilla Sanjuan, Y. Shang, D. M. Shangase, M. Shapkin, R. S. Sharma, L. Shchutska, T. Shears, J. Shen, Z. Shen, S. Sheng, V. Shevchenko, B. Shi, J. Shi, Q. Shi, W. S. Shi, E. Shmanin, R. Shorkin, R. Silva Coutinho, G. Simi, S. Simone, M. Singha, I. Siral, N. Skidmore, T. Skwarnicki, M. W. Slater, E. 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, F. Stagni, M. Stahl, S. Stahl, S. Stanislaus, M. Stefaniak, O. Steinkamp, D. Strekalina, Y. Su, F. Suljik, J. Sun, J. Sun, L. Sun, D. Sundfeld, W. Sutcliffe, P. Svihra, 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, 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, A. Vaitkevicius, 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, M. Xu, R. Xu, Z. Xu, Z. Xu, Z. Xu, S. Yadav, K. Yang, X. Yang, Y. Yang, Y. Yang, Z. Yang, Z. Yang, H. Yeung, H. Yin, X. Yin, C. Y. Yu, J. Yu, X. Yuan, Y Yuan, J. A. Zamora Saa, M. Zavertyaev, M. Zdybal, F. Zenesini, C. Zeng, M. Zeng, S. H Zeng, C. Zhang, D. Zhang, J. Zhang, L. Zhang, R. Zhang, S. Zhang, S. L. Zhang, Y. Zhang, Y. Z. Zhang, Z. Zhang, Y. Zhao, A. Zhelezov, S. Z. Zheng, X. Z. Zheng, Y. Zheng, T. Zhou, X. Zhou, V. Zhovkovska, L. Z. Zhu, X. Zhu, X. Zhu, Y. Zhu, V. Zhukov, J. Zhuo, 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 أنك محقق يحاول فهم كيف يحدث انفجار هائل وفوضوي داخل صندوق صغير غير مرئي. في عالم فيزياء الجسيمات، هذا "الانفجار" هو تصادم بين بروتونين (لبنات بناء الذرات) يتحركان بسرعة تقارب سرعة الضوء.
هذا البحث من تعاون LHCb في سيرن (CERN) هو في الأساس تقرير جنائي عما يحدث بعد ذلك الانفجار، مع التركيز بشكل خاص على نوع ثقيل ونادر جداً من الجسيمات يسمى ميزون-B (يُنطق B-meson).
إليك قصة الورقة البحثية، مقسمة إلى مفاهكل بسيطة وتشبيهات.
1. الصورة الكبيرة: مشكلة "الشظايا"
عندما يصطدم بروتونان ببعضهما، لا يرتدان عن بعضهما فحسب، بل يتفتتان إلى وابل من الجسيمات الأصغر. فكر في الأمر كأن اثنتين من البطيخات تصطدمان ببعضهما بسرعة عالية؛ ستحصل على رذاذ من البذور والقشر والجوهر يتطاير في كل مكان.
في الفيزياء، تسمى هذه "البذور" الكواركات والغلوونات. وهي المكونات الأساسية للمادة. لكن إليك العقبة: لا يمكنك أبداً رؤية كوارك أو غلوون بمفرده. فالطبيعة لديها قاعدة (تسمى الحجز) تنص على وجوب التصاقها فوراً لتشكل "كرة" مستقرة تسمى هادرون (مثل البروتون أو ميزون-B).
اللغز الكبير الذي يعالجه هذا البحث هو: كيف تقرر هذه المكونات غير المرئية أن تلتصق ببعضها؟ هل تشكل كرة ضيقة ومنظمة، أم تتشتت على نطاق واسد؟ تسمى هذه العملية التجزئة (Fragmentation).
2. العمل التحقيقي: تتبع "ميزون-B"
استخدم العلماء كاميرا عملاقة عالية التقنية تسمى كاشف LHCb لمراقبة هذه التصادمات. كانوا يبحثون عن نوع محدد من "الشظايا": ميزون-B.
- الدليل: ميزونات-B ثقيلة وغير مستقرة. فهي لا تدوم طويلاً، بل تتحلل سريعاً (تتفكك) إلى جسيمات أخرى.
- بصمة الإصبع: بحث العلماء عن نمط تحلل محدد للغاية: ميزون-B يتحول إلى J/ψ (والذي يبدو كزوج من الميونات، وهم أقارب ثقيلة للإلكترونات) وميزون-K (نوع من الكاونات).
- البيانات: قاموا بتحليل بيانات من الفترة 2016-2018، وهو ما يشبه النظر في ألبوم صور يحتوي على 5.4 مليار من هذه التصادمات.
3. الأسئلة الثلاثة التي طرحوها
بمجرد العثور على ميزون-B داخل "نفث" (وهو رذاذ الجسيمات الناتج عن التصادم)، طرحوا ثلاثة أسئلة محددة لفهم عملية التجزئة. استخدموا ثلاثة متغيرات، والتي يمكننا اعتبارها خريطة ثلاثية الأبعاد:
أ. "نسبة السرعة" (z): كم استولت على النفاث؟
تخيل أن "النفث" هو شاحنة توصيل مليئة بالطرود، وميزون-B هو طرد محدد داخلها.
- السؤال: هل استولى ميزون-B على معظم مساحة شحن الشاحنة (زخم عالٍ)، أم كان مجرد طرد صغير في الخلف؟
- النتيجة: مع زيادة سرعة النفث (الطاقة)، بدأ ميزون-B يستولي على مساحة أقل من إجمالي الزخم. هذا يشير إلى أنه عند السرعات العالية، يتم قيادة "الشاحنة" بواسطة الغلوونات (الغراء الذي يربط الكواركات ببعضها) بدلاً من الكوارك الثقيل نفسه فقط. الأمر يشبه أن الشاحنة الآن تحمل الكثير من "الغراء" الإضافي الذي يخفف من حصة ميزون-B.
ب. "التذبذب الجانبي" (jT): إلى أي مدى انحرفت؟
تخيل أن النفث هو سهم مستقيم يطير عبر الهواء.
- السؤال: هل طار ميزون-B مستقيماً مع السهم، أم تذبذب إلى الجانب؟
- النتيجة: مع زيادة سرعة النفث، بدأت ميزونات-B تتذبذب أكثر نحو الجانب. هذه علامة على أن "الغراء" (الغلوونات) يقوم بمزيد من العمل. فعندما ينقسم كوارك ثقيل إلى زوج من الكواركات الثقيلة (عملية تسمى انقسام الغلوون)، فإنها لا تطير دائماً بشكل مستقيم تماماً، بل تركل نحو الجانب.
ج. "الانتشار" (r): ما مدى اتساع الرذاذ؟
- السؤال: هل يلتصق ميزون-B بمركز النفث، أم ينزاح نحو الحافة؟
- النتيجة: على غرار التذبذب الجانبي، وُجد أن ميزونات-B كانت أبعد عن المركز مع زيادة الطاقة.
4. "المخروط الميت" و"الشبح"
تذكر الورقة مفهوماً يسمى "تأثير المخروط الميت" (Dead Cone Effect).
- التشبيه: تخيل شخصاً ثقيلاً يركض وسط حشد. ولأنه ثقيل، لا يمكنه الالتفاف بسرعة، لذا يترك "مخروطاً" من المساحة الفارغة خلفه حيث لا يستطيع أحد اللحاق به عن كثب.
- الفيزياء: الكواركات الثقيلة (مثل الموجود داخل ميزون-B) ثقيلة جداً بحيث لا يمكنها إصدار إشعاع (غلوونات) عند زوايا صغيرة جداً. إنها تترك "منطقة ميتة" حولها.
- التحول: تجد الورقة أنه بينما يوجد هذا التأثير، إلا أنه عند الطاقات العالية جداً، تبدأ الغلوونات (وهي عديمة الكتلة وسريعة) في السيطرة على عملية التجزئة. أصبح "شبح" الغلوون أكثر أهمية من الكوارك الثقب نفسه.
5. محاكاة الكمبيوتر مقابل الواقع
قارن العلماء بياناتهم من العالم الحقيقي بمحاكاة حاسوبية تسمى Pythia.
- التوقع: اعتقد الكمبيوتر أن ميزونات-B ستبقى قريبة جداً من مركز النفث وتحتفظ بحصة عالية من الزخم.
- الواقع: أظهرت البيانات الحقيقية أن ميزونات-B كانت أكثر انتشاراً وكانت تمتلك حصة أقل من الزخم مما توقعه الكمبيوتر.
- الاستنتاج: النماذج الحاسوبية متفائلة بعض الشيء بشأن مدى "عزلة" الجسيمات الثقيلة. في الواقع، عملية تجزئة الغلوونات الفوضوية أكثر أهمية مما توقعت النماذج.
ملخص: لماذا يهم هذا؟
فكر في الكون كأنه مجموعة ضخمة من قطع "الليغو". نحن نعرف كيف تُصنع القطع الكبيرة (البروتونات)، لكننا لا نفهم تماماً التعليمات الخاصة بكيفية تلاحم القطع الصغيرة غير المرئية (الكواركات والغلوونات) لتشكل الهياكل النهائية.
يوفر هذا البحث دليلاً إرشادياً جديداً وعالي الدقة لكيفية تشكل الجسيمات الثقيلة.
- يؤكد أن الغلوونات تلعب دوراً أكبر في صنع الجسيمات الثقيلة مما كنا نعتقد، خاصة عند السرعات العالية.
- يقدم للفيزيائيين بيانات جديدة لإصلاح نماذجهم الحاسوبية (مثل Pythia) حتى يتمكنوا من التنبؤ بالتجارب المستقبلية بشكل أفضل.
- يساعدنا على فهم القواعد الأساسية لـ "القوة القوية"، وهو الغراء الذي يمسك كوننا بأكمله.
باخت اختصار: لقد التقط العلماء لقطة لحادث تصادم عالي السرعة، ووجدوا جسيماً ثقيلاً، وأدركوا أنه لا يتصرف تماماً كما تقول الكتب الدراسية. وهذا يعني أن الكتب الدراسية تحتاج إلى تحديث بسيط!
إليك ملخص تقني مفصل للورقة البحثية بعنوان "B-jet fragmentation with B±→J/ψK± decays in s=13 TeV pp collisions at LHCb".
1. المشكلة والدوافع
تظل عملية الهدرنة (Hadronization)—وهي العملية التي تتحول فيها الكواركات والغلونات ذات الشحنة اللونية إلى حالات مرتبطة محايدة لونياً (هادرونات)—واحدة من الجوانب الأقل فهماً في الديناميكا اللونية الكمومية (QCD). وبينما تم تحديد دالات التجزئة (Fragmentation Functions - FFs) المتعامدة (collinear) بشكل جيد للكواركات الخفيفة، فإن هادرونات الفلافور الثقيل (وتحديداً كواركات البيوتي/b) لا تزال غير مفهومة بشكل جيد بسبب الكتلة الإضافية غير المهملة (mQ) التي تدخلها.
أُجريت القياسات السابقة لتجزئة هادرونات B بشكل أساسي في تصادمات e+e− (على سبيل المثال بواسطة ALEPH وOPAL وDELPHI). ومع ذلك، تفتقر هذه البيئات إلى الوصول المباشر إلى النفاثات (jets) الناشئة عن الغلونات عند الرتبة الأولى، مما يجعل من الصعب تحديد دالات تجزئة الغلون (g→B). توفر تصادمات بروتون-بروتون ($pp)بيئةمكملةحيثتكونالغلوناتمتاحةعندالرتبةالأولى.تهدفهذهالورقةإلىسدهذهالفجوةمنخلالقياسدالاتتجزئةالنفاثة(JFFs)لميزوناتB^\pmفيتصادماتppعندطاقة\sqrt{s} = 13$ تيرالكتر فولت، مع التركيز بشكل خاص على:
- دالات تجزئة النفاثة المتعامدة (Collinear JFFs): احتمالية أن يحمل ميزون B± كسرًا z من زخم النفاثة.
- دالات تجزئة النفاثة المعتمدة على الزخم المستعرض (TMD JFFs): توزيع الزخم المستعرض (jT) لميزون B± بالنسبة لمحور النفاثة.
- الملف الشعاعي (Radial Profile): المسافة الزاوية (r) لميزون B± عن محور النفاثة.
- التوزيعات المشتركة (Joint Distributions): الارتباطات بين هذه المتغيرات (مثل z مقابل jT).
2. المنهجية
البيانات واختيار الأحداث
- مجموعة البيانات: بيانات تصادمات بروتون-بروتون التي جمعها كاشف LHCb خلال الفترة 2016–2018، والتي تقابل تكاملاً ضوئياً قدره 5.4 فمتوبار−1 عند s=13 تيرالكتر فولت.
- قناة الاضمحلال: B±→J/ψK±، مع J/ψ→μ+μ−.
- الاختيار الكينماتيكي:
- إعادة بناء مرشحي B± بكتلة ثابتة تتراوح بين 5.15<mμμK<5.55 جيجا إلكترون فولت/c2.
- إعادة بناء النفاثات (jets) باستخدام خوارزمية anti-kt بمعامل دقة R=0.5 (AK5).
- تقييد كينماتيكا النفاثة بمدى 10<pT,jet<100 جيجا إلكترون فولت/c و 2.5<yjet<4.0 (منطقة السرعة الزاوية الأمامية).
- تُستخدم فقط الأحداث التي تحتوي على رأس أولي (PV) واحد مُعاد بناؤه.
استخراج الإشارة
- طرح النطاق الجانبي (Sideband Subtraction): لعزل الإشارة عن الخلفية التوافقية، يستخدم التحليل توزيع الكتلة الثابتة لمرشح B±.
- منطقة الإشارة: تم تحديدها ديناميكياً بناءً على pT,B± (تتراوح من 2σ إلى 4σ حول القمة).
- نمذجة الخلفية: يستخدم متعدد حدود تشيبيشيف (Chebyshev polynomial) من الدرجة الثانية لنمذجة الخلفية التوافقية، بينما تُنمذج الإشارة بمجموع دالتي (Double-Sided Crystal Ball - DSCB).
- الإجراء: يتم قياس توزيعات الملاحظات في منطقة الإشارة ويُطرح منها نسخة مُقاسة من توزيع النطاق الجانبي لإزالة المساهمات الزائفة.
التصحيحات وإعادة التشكيل (Unfolding)
لتصحيح تأثيرات الكاشف (الدقة، القبول، الكفاءة)، يتم تطبيق إجراء متعدد الخطوات:
- تصحيح النقاء (Purity Correction): يأخذ في الاعتبار نفاثات B-الزائفة التي تدخل العينة.
- إعادة التشكيل (Unfolding): يتم استخدام إجراء إعادة تشكيل بايزي تكراري (باستخدام حزمة RooUnfold) لتصحيح التلطيخ الناتج عن الكاشف.
- يتم إنشاء مصفوفات الاستجابة (RM) في 4 أبعاد (للملاحظات أحادية البعد) و6 أبعاد (للتوزيعات المشتركة) تغطي (z,jT,r,pT,jet).
- التوزيع القبلي (Prior distribution): يعتمد على محاكاة Pythia 8 ولكن يتم إعادة وزنه باستخدام البيانات لتقليل الانحياز للنموذج.
- تصحيح الكفاءة: يصحح النفاثات المفقودة بسبب عدم كفاءة التتبع، أو المحفز (trigger)، أو تحديد الهوية الجسيمية (PID). وتُشتق هذه القيم باستخدام طرق تعتمد على البيانات (مثل tag-and-probe) وتُطبق حدثاً بحدث.
الارتياب المنهجي (Systematic Uncertainties)
تشمل المصادر الرئيسية ما يلي:
- مقياس/دقة طاقة النفاثة (JES/JER): يتم تحديده باستخدام أحداث Z→μ+μ− + jet. هذا مصدر رئيسي للارتياب، خاصة عند قيم pT,jet المنخفضة.
- إجراء إعادة التشكيل (Unfolding): الاختلافات في عدد التكرارات وشكل التوزيع القبلي.
- استخراج الإشارة: الاختلافات في نموذج الملاءمة (مثل استخدام توزيع Student's t) وتعاريف النطاق الجانبي.
- الكفاءة: الارتيابات الإحصائية في عينات المعايرة وتأثيرات التفاعل الهادروني.
3. المساهمات الرئيسية
تقدم هذه الورقة أول قياس لما يلي لميزونات B± داخل النفاثات:
- دالة تجزئة النفاثة ذات الزخم المستعرض (TMD JFF) (F(z,jT)): التوزيع المشترك لكسر الزخم المتعامد والزخم المستعرض.
- التوزيعات المشتركة: الارتباطات بين (z,r) و (jT,r).
- المدى الكينماتيكي الموسع: تمتد القياسات لتصل إلى pT,jet=10 جيجا إلكترون فولت/c (مقارنة بـ 50 جيجا إلكترون فولت/c في قياسات ATLAS السابقة) وتغطي منطقة السرعة الزاوية الأمامية (2.5<y<4.0)، وهي منطقة حساسة لانقسام الغلون.
4. النتائج
التجزئة المتعامدة (z)
- يُظهر التوزيع المقاس F(z) زيادة في دالة تجزئة النفاثة عند قيم z المنخفضة مع زيادة pT,jet.
- التفسير: يشير هذا الاتجاه إلى مساهمة متزايدة من تجزئة الغلون (g→B±) عبر انقسام وسيط g→bbˉ. في هذه العملية، يحمل الكوارك b فقط جزءًا من زخم الغلون، مما يؤدي إلى قيمة z أقل لميزون B± الناتج.
- المقارنة مع المحاكاة: تميل محاكاة Pythia 8.186 إلى المبالغة في تقدير إنتاج ميزونات B± المعزولة (قيم z عالية) وتقليل تقدير مكون z المنخفض، مما يشير إلى أن المحاكاة قد تسيء تقدير مساهمة انقسام الغلون في إنتاج الفلافور الثقيل ضمن "الزخّة الجزئية" (parton shower).
الزخم المستعرض (jT) والملف الشعاعي (r)
- اتساع jT: يتسع توزيع jT مع زيادة pT,jet. ويُعزى ذلك إلى كل من المدى الكينماتيكي والمساهمة المتزايدة لتجزئة الغلون، حيث يمنح انقسام g→bbˉ زخماً مستعرضاً لـ b و bˉ بالنسبة لمحور الغلون.
- الملف الشعاعي (r): توجد ميزونات B± عادةً بالقرب من محور النفاثة (قيم r صغيرة)، وهو ما يتوافق مع كسور الزخم المتعامدة العالية. ومع ذلك، يتسع الملف أيضاً مع زيادة pT,jet، مما يدعم فرضية تجزئة الغلون.
الارتباطات
- (z,jT): لوحظ وجود ارتباط عكسي قوي: ميزونات B± ذات z العالي (التي تحمل معظم زخم النفاثة) تميل إلى امتلاك jT منخفض، بينما تلك ذات z المنخفض تمتلك jT أعلى.
- (z,r): وبالمثل، يوجد ارتباط عكسي بين z والمسافة الشعاعية r.
- (jT,r): لوحظ وجود ارتباط طردي قوي؛ فالزخم المستعرض الأعلى بالنسبة لمحور النفاثة يقابله انفصال زاوي أكبر عن محور النفاثة.
5. الأهمية
- اختبارات نظرية التماثل (Factorization): توفر هذه القياسات اختبارات صارمة لنظريات التماثل في مجال الفلافور الثقيل، حيث تُدخل كتلة الكوارك الثقيل مقياساً جديداً.
- تحديد دالات تجزئة الغلون: يعد تغطية السرعة الزاوية الأمامية لـ LHCb والوصول إلى pT,jet المنخفض أمراً بالغ الأهمية لتحديد دالة تجزئة الغلون-إلى-بيوتي، وهي معلمة غير محددة بدقة من قبل بيانات e+e−.
- التحقق من النماذج: يسلط التباين بين البيانات و Pythia 8 (المبالغة في تقدير الإنتاج المعزول) الضوء على الحاجة إلى تحسين نمذجة إنتاج الفلافور الثقيل في "الزخّة الجزئية" (parton showers)، لا سيما فيما يتعلق بانقسامات g→bbˉ داخل الزخّة.
- التحليلات العالمية: سيتم دمج النتائج، بما في ذلك مصفوفات التغاير الكاملة المتوفرة في HEPData، في التحليلات العالمية لدالات التجزئة، مما يحسن دقة نماذج هدرنة الفلافور الثقيل المستخدمة في محاكاة الفيزياء عالية الطاقة المستقبلية.
باختصار، تقدم هذه الدراسة رؤية شاملة ومتعددة الأبعاد لكيفية تجزئة ميزونات B± داخل النفاثات، مما يوفر رؤى جديدة حول التفاعل بين كتلة الكوارك الثقيل، وديناميكا الغلون، وعملية الهدرنة في تصادمات بروتون-بروتون عالية الطاقة.
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.