Measurement of the W→μνμ cross-sections as a function of the muon transverse momentum in $pp$ collisions at 5.02 TeV
5.02 TeV पर प्रोटॉन-प्रोटॉन टकरावों से प्राप्त LHCb डेटा का उपयोग करते हुए, यह शोध पत्र W→μνμ उत्पादन के विभेदक (differential) और एकीकृत (integrated) क्रॉस-सेक्शन की रिपोर्ट करता है और इन मापों से W-बोसान के द्रव्यमान को निर्धारित करने के लिए एक सिद्धांत-सिद्ध (proof-of-principle) विधि का प्रदर्शन करता है।
मूल लेखक: 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
मूल पेपर CC BY 4.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/) के तहत लाइसेंस किया गया है। ✨ नीचे दिए गए पेपर की यह व्याख्या AI से तैयार की गई है। इसे लेखकों ने न तो लिखा है, न इसका समर्थन किया है। तकनीकी सटीकता के लिए मूल पेपर देखें। पूरा डिस्क्लेमर पढ़ें
कल्पना कीजिए कि सर्न (CERN) में स्थित लार्ज हैड्रॉन कोलाइडर (LHC) दुनिया का सबसे शक्तिशाली कण क्रैशर (particle smasher) है। इसके विशाल वलय (ring) के भीतर, प्रोटॉन (पदार्थ के सूक्ष्म निर्माण खंड) प्रकाश की गति के लगभग बराबर की गति से घूमते हैं और आपस में टकराते हैं। जब वे टकराते हैं, तो नए कणों की एक बौछार पैदा होती है, जिनमें से कुछ बहुत भारी और अस्थिर होते हैं, जैसे कि W बोसॉन (W boson)।
यह शोध पत्र LHCb प्रयोग की एक रिपोर्ट है, जो इन टकराव बिंदुओं में से एक पर स्थित एक विशाल कैमरा और डिटेक्टर है। उनका काम इन टकरावों का एक "स्नैपशॉट" लेना और यह पता लगाना है कि वास्तव में क्या हुआ था।
यहाँ उन्होंने जो किया है, उसकी कहानी सरल भाषा में दी गई है:
1. लक्ष्य: एक भूत को पकड़ना
W बोसॉन एक भूत की तरह है। यह अन्य कणों में टूटने (decay होने) से पहले एक सेकंड के बहुत छोटे हिस्से के लिए जीवित रहता है। इस प्रयोग में, वे एक विशिष्ट प्रकार के क्षय (decay) की तलाश कर रहे थे: एक W बोसॉन का म्यूऑन (muon) (इलेक्ट्रॉन का एक भारी संबंधी) और एक न्यूट्रिनो (neutrino) (एक भूतिया कण जो लगभग किसी भी चीज़ के साथ परस्पर क्रिया नहीं करता) में बदलना।
चूंकि न्यूट्रिनो बिना किसी निशान के गायब हो जाता है, इसलिए वैज्ञानिक पूरी तस्वीर नहीं देख पाते। वे केवल म्यूऑन को देखते हैं। यह ऐसा ही है जैसे किसी ऐसी कार की गति का पता लगाने की कोशिश करना जो अभी-अभी एक दीवार से होकर गुजरी है, लेकिन आप केवल पीछे छूटे टायर के निशान देख पा रहे हैं। आपको यह अनुमान लगाने के लिए गणित और भौतिकी का उपयोग करना होगा कि वह कार क्या कर रही थी।
2. नई तरकीब: एक विस्तृत मानचित्र
अतीत में, वैज्ञानिक आमतौर पर पूरे घटनाक्रम की एक "धुंधली फोटो" लेते थे। वे गिनते थे कि उन्होंने कितने म्यूऑन देखे और एक औसत की गणना करते थे।
इस शोध पत्र में, LHCb टीम ने कुछ नया किया। केवल गिनती करने के बजाय, उन्होंने एक विस्तृत मानचित्र (detailed map) बनाया। उन्होंने म्यूऑन को देखा और उन्हें उनके बगल की ओर जाने वाली गति (transverse momentum) के आधार पर 12 अलग-अलग "बाल्टियों" (buckets) में वर्गीकृत किया।
- उपमा (Analogy): कल्पना कीजिए कि एक नदी है। अतीत में, वे केवल बहते हुए पानी की कुल मात्रा को मापते थे। अब, उन्होंने नदी के किनारे 12 अलग-अलग स्थानों पर पानी की गति को मापा। यह उन्हें प्रवाह की बहुत अधिक विस्तृत तस्वीर देता है।
3. गंदगी को साफ करना
टकराव का क्षेत्र काफी अव्यवस्थित होता है। अधिकांश समय, जो म्यूऑन वे देखते हैं वे W बोसॉन से नहीं होते; वे अन्य सामान्य कणों (जैसे पायोन) द्वारा बनाए गए "छद्म रूप" (imposters) होते हैं जो डिटेक्टर को धोखा देते हैं।
- उपमा: कल्पना कीजिए कि आप एक भीड़ भरे स्टेडियम में किसी विशिष्ट सेलिब्रिटी को खोजने की कोशिश कर रहे हैं। अधिकांश लोग उस सेलिब्रिटी जैसे दिखते हैं (समान कपड़े पहने हुए)। वैज्ञानिकों को "दिखने वाले लोगों" (lookalikes) को अनदेखा करने और केवल असली सेलिब्रिटी को गिनने के लिए एक परिष्कृत फिल्टर बनाने की आवश्यकता थी। उन्होंने यह जांचने के लिए कि क्या म्यूऑन अकेला है (अच्छा) या अन्य कणों की भीड़ के बीच है (बुरा), एक "स्वच्छता स्कोर" (isolation) का उपयोग किया।
4. बड़ा खुलासा: भूत का वजन करना
एक बार जब उनके पास म्यूऑन की गति का स्वच्छ और विस्तृत मानचित्र तैयार हो गया, तो उन्होंने कुछ शानदार किया। उन्होंने इस मानचित्र का उपयोग करके W बोसॉन का वजन किया।
आमतौर पर, किसी कण का वजन करना इस बात का अनुमान लगाने जैसा है कि कोई गुब्बारा कितनी तेजी से उड़कर दूर जा रहा है उससे उसका वजन कैसे पता लगाया जाए। इसे सही करना कठिन है। लेकिन क्योंकि उनके पास म्यूऑन की गति का इतना विस्तृत मानचित्र था, वे W बोसॉन के सटीक द्रव्यमान (mass) को खोजने के लिए गणित को रिवर्स-इंजीनियर कर सके।
परिणाम:
उन्होंने W बोसॉन का द्रव्यमान 80,369 MeV (कण भौतिकी में द्रव्यमान की एक इकाई) निकाला।
- उन्हें इस संख्या पर बहुत विश्वास है। उनके "त्रुटि बार" (अनिश्चितता का मार्जिन) बहुत कम हैं, जैसे एक मील की दूरी से मानव बाल की चौड़ाई को मापना।
- यह परिणाम अन्य प्रयोगों और वैश्विक सिद्धांतों द्वारा की गई भविष्यवाणियों से मेल खाता है, जो भौतिकी के लिए एक बड़ी जीत है। इसका मतलब है कि ब्रह्मांड के बारे में हमारी वर्तमान समझ सही ढंग से काम कर रही है।
5. यह क्यों महत्वपूर्ण है
यह शोध पत्र एक "सिद्धांत का प्रमाण" (proof of principle) है। यह एक पायलट टेस्ट की तरह है।
- डेटासेट: उन्होंने केवल डेटा की एक छोटी मात्रा (100 "इनवर्स पिकोबार्न", जो LHC द्वारा एक वर्ष में उत्पादित डेटा का एक बहुत छोटा हिस्सा है) का उपयोग किया।
- भविष्य: उन्होंने सिद्ध किया कि यह नई, विस्तृत विधि काम करती है। अब, वे भविष्य में एकत्र किए जाने वाले डेटा की विशाल मात्रा (रन 3 और उसके बाद) पर इसी तकनीक को लागू कर सकते हैं।
- लाभ: अधिक डेटा के साथ, वे W बोसॉन के द्रव्यमान को और भी अधिक सटीकता के साथ मापने की उम्मीद करते हैं। यदि उन्हें अपने माप और सिद्धांत के बीच थोड़ा सा भी अंतर मिलता है, तो इसका अर्थ यह हो सकता है कि वहां नया भौतिक विज्ञान (new physics) इंतजार कर रहा है—कुछ ऐसा जिसे हम अभी तक नहीं जानते हैं!
सारांश
LHCb टीम ने कण टकराव के एक छोटे नमूने को लिया, शोर को साफ किया, परिणामी कणों की गति का विस्तार से मानचित्र बनाया, और उस मानचित्र का उपयोग करके ब्रह्मांड के एक मौलिक कण का वजन किया। उन्होंने पाया कि W बोसॉन का वजन ठीक उतना ही है जितना हमें लगा था, जिससे हमारे वर्तमान भौतिकी के नियमों की पुष्टि होती है और भविष्य में और भी सटीक खोजों का मार्ग प्रशस्त होता है।
यहाँ शोध पत्र CERN-EP-2025-197, जिसका शीर्षक "Measurement of the W →µν cross-sections as a function of the muon transverse momentum in pp collisions at 5.02 TeV" है, का विस्तृत तकनीकी सारांश दिया गया है।
1. समस्या और प्रेरणा
विशाल इलेक्ट्रोवीक वेक्टर बोसॉन (W और Z) का उत्पादन स्टैंडर्ड मॉडल के परीक्षण और पार्टन डिस्ट्रीब्यूशन फंक्शन्स (PDFs) को सीमित करने के लिए एक मौलिक प्रक्रिया है। हालांकि LHCb सहयोग ने पहले W→μν क्रॉस-सेक्शन्स को मापा है, लेकिन वे म्यूऑन ट्रांसवर्स मोमेंटम (pT) के सापेक्ष एकीकृत (integrated) थे क्योंकि ऐतिहासिक रूप से बैकग्राउंड घटाने के लिए pT के आकार (shape) की आवश्यकता होती थी।
इस कार्य में संबोधित मुख्य चुनौतियाँ हैं:
- डिफरेंशियल मेजरमेंट (Differential Measurement): बैकग्राउंड घटाने के लिए pT के आकार पर निर्भर हुए बिना डिफरेंशियल क्रॉस-सेक्शन (dσ/dpT) को मापने की विधि विकसित करना, जिससे भौतिक मापदंडों का अधिक सुदृढ़ निष्कर्षण संभव हो सके।
- W-बोसॉन द्रव्यमान (mW) का निर्धारण: नए मापे गए डिफरेंशियल क्रॉस-सेक्शन्स का उपयोग करके W-बोसॉन के द्रव्यमान को निर्धारित करना। पारंपरिक रूप से, mW को चार्ज लेप्टॉन के pT या ट्रांसवर्स मास वितरणों के प्रत्यक्ष फिट के माध्यम से मापा जाता है। यह शोध पत्र एक नवीन "प्रूफ-ऑफ-प्रिंसिपल" दृष्टिकोण प्रस्तावित करता है: mW निकालने के लिए एक सैद्धांतिक फिट के इनपुट के रूप में सुधारे गए डिफरेंशियल क्रॉस-सेक्शन्स का उपयोग करना।
- फॉरवर्ड रीजन कंस्ट्रेंट्स (Forward Region Constraints): फॉरवर्ड स्यूडोरेपिडिटी क्षेत्र (2<η<5) में उच्च और निम्न मोमेंटम अंशों (x) पर PDFs के लिए बाधाएं प्रदान करना, जो सेंट्रल डिटेक्टर्स (ATLAS/CMS) के मापों का पूरक है।
2. कार्यप्रणाली (Methodology)
डेटासेट और डिटेक्टर
- डेटा: प्रोटॉन-प्रोटॉन टकराव s=5.02 TeV पर, जिसे 2017 में LHCb प्रयोग द्वारा रिकॉर्ड किया गया था।
- ल्यूमिनोसिटी (Luminosity): 100±2 pb−1।
- काइनेमैटिक क्षेत्र: म्यूऑन्स 2.2<η<4.4 और pT>28 GeV के लिए।
- चयन (Selection): हार्डवेयर म्यूऑन ट्रिगर (pT>5 GeV) द्वारा ट्रिगर किए गए इवेंट्स। सिग्नल कैंडिडेट आइसोलेटेड म्यूऑन्स हैं (pT>28 GeV, आइसोलेशन <8 GeV)। Z→μμ से होने वाले बैकग्राउंड को दूसरे म्यूऑन को वीटो करके दबा दिया जाता है।
बैकग्राउंड मॉडलिंग और कैलिब्रेशन
- हैड्रोनिक बैकग्राउंड: हल्के चार्ज्ड हैड्रॉन्स (पायॉन्स, केऑन्स, प्रोटॉन्स) जो म्यूऑन्स के रूप में गलत पहचाने जाते हैं, सबसे बड़ा बैकग्राउंड बनते हैं।
- मिसआइडेंटिफिकेशन प्रोबेबिलिटीज को सिमुलेशन का उपयोग करके मोमेंटम के फलन (function) के रूप में पैरामीटराइज किया जाता है।
- एक डेटा-ड्रिवन कैलिब्रेशन 13 TeV डेटा का उपयोग करके एक हाई-pT हैड्रोन-एनरिच्ड सैंपल से किया जाता है (क्योंकि 5.02 TeV पर कोई समर्पित हैड्रोन ट्रिगर नहीं था)।
- सिमुलेशन को सुधारने के लिए Z→μμ डेटा से एक आइसोलेशन कैलिब्रेशन फैक्टर (0.93±0.02) प्राप्त किया जाता है।
- म्यूऑन मोमेंटम करेक्शन:
- कर्वेचर बायस (Curvature Bias): मैग्नेटिक फील्ड मिसअलाइनमेंट के कारण होने वाले चार्ज-डिपेंडेंट मोमेंटम बायस (q/p→q/p+δ) को ठीक करने के लिए एक "स्यूडोमास" विधि लागू की जाती है, जिसमें Z→μμ कैंडिडेट का उपयोग किया जाता है।
- स्मियरिंग (Smearing): डेटा के मोमेंटम रेजोल्यूशन से मेल खाने के लिए सिमुलेशन को स्मियर किया जाता है, जिसके पैरामीटर (α,σ1,σ2) Z→μμ मास डिस्ट्रीब्यूशन पर फिट किए जाते हैं।
डिफरेंशियल क्रॉस-सेक्शन मेजरमेंट
- फिट रणनीति: म्यूऑन pT (12 बिन्स, 28–52 GeV) और आइसोलेशन (8 बिन्स) के 2D डिस्ट्रीब्यूशन पर एक सिमल्टेनियस फिट किया जाता है।
- लाइकलीहुड फंक्शन: एक बिन्ड लाइकलीहुड ऑब्जर्व्ड कैंडिडेट और मॉडल प्रेडिक्शन्स (λi) के बीच अंतर को कम करता है, जिसमें सिग्नल, हैड्रोनिक बैकग्राउंड और अन्य इलेक्ट्रोवीक बैकग्राउंड शामिल हैं।
- अनफोल्डिंग (Unfolding): सिग्नल घटक को एक रिस्पॉन्स मैट्रिक्स (Rij) का उपयोग करके मॉडल किया जाता है जो ट्रू pT को रिकंस्ट्रक्टेड pT से मैप करता है। फिट सीधे dσ/dpT के डिफरेंशियल क्रॉस-सेक्शन्स को निकालता है, बिना किसी विशिष्ट dσ/dpT शेप की धारणा रखे।
W-बोसॉन द्रव्यमान निर्धारण
- सैद्धांतिक मॉडल: मापे गए dσ/dpT को DYTurbo (NNLO सटीकता) और Pythia8 का उपयोग करके उत्पन्न सैद्धांतिक टेम्पलेट्स के विरुद्ध फिट किया जाता है।
- पैरामीटर्स: फिट mW, स्ट्रॉन्ग कपलिंग कांस्टेंट αs, और एक नॉन-परटर्बेटिव पैरामीटर g (जो pT रेज़ुम्प्शन को प्रभावित करता है) को वैरी करता है।
- PDF सेट्स: परिणाम तीन PDF सेट्स: NNPDF3.1, MSHT20, और CT18 पर औसतित हैं।
- वैलिडेशन: मॉडल को W मास फिट पर लागू करने से पहले 5.02 TeV पर Z-बोसॉन pT डेटा के विरुद्ध αs और g को कंस्ट्रेंट करने के लिए वैलिडेट किया जाता है।
3. प्रमुख योगदान
- LHCb पर प्रथम डिफरेंशियल W→μν मेजरमेंट: यह पहली बार है जब LHCb ने म्यूऑन pT में W→μν क्रॉस-सेक्शन को डिफरेंशियल रूप में मापा है, जिससे पिछले प्रतिबंधों को पार किया गया है जहाँ pT का आकार बैकग्राउंड घटाने से जुड़ा हुआ था।
- नवीन mW एक्सट्रैक्शन विधि: यह W-बोसॉन द्रव्यमान निर्धारित करने के लिए एक नया मार्ग प्रदर्शित करता है, जो फाइनल स्टेट पार्टिकल्स के काइनेमैटिक डिस्ट्रीब्यूशन के बजाय डिफरेंशियल क्रॉस-सेक्शन को फिट करने पर आधारित है। यह भौतिक मॉडलिंग को डिटेक्टर रेजोल्यूशन मॉडलिंग से एक अनूठे तरीके से अलग करता है।
- व्यापक सिस्टेमैटिक ट्रीटमेंट: यह विश्लेषण एक पूर्ण 24 × 24 कोवेरिएंस मैट्रिक्स पेश करता है जो सांख्यिकीय और व्यवस्थित अनिश्चितताओं (चार्ज-डिपेंडेंट मोमेंटम बायस, हैड्रोनिक बैकग्राउंड मॉडलिंग और अनफोल्डिंग सहित) को ध्यान में रखता है, जो सटीक mW फिट के लिए महत्वपूर्ण है।
4. परिणाम
इंटीग्रेटेड क्रॉस-सेक्शन्स
मापे गए क्रॉस-सेक्शन्स ( 2.2<η<4.4 और 28<pT<52 GeV पर एकीकृत) हैं:
- 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
ये परिणाम विभिन्न PDF सेट्स का उपयोग करते हुए O(αs2) पर सैद्धांतिक भविष्यवाणियों के अनुरूप हैं।
डिफरेंशियल क्रॉस-सेक्शन्स
डिफरेंशियल क्रॉस-सेक्शन्स को pT के 12 बिन्स (2 GeV चौड़ाई) में मापा गया। परिणाम अपेक्षित गिरते स्पेक्ट्रम को दर्शाते हैं, जहाँ प्रोटॉन के वैलेंस क्वार्क कंपोजिशन के कारण W+ क्रॉस-सेक्शन्स आमतौर पर W− से अधिक होते हैं।
W-बोसॉन द्रव्यमान
डिफरेंशियल क्रॉस-सेक्शन्स को इनपुट के रूप में उपयोग करते हुए, W-बोसॉन द्रव्यमान निर्धारित किया गया:
mW=80369±130 (exp)±33 (theory) MeV
- एक्सपेरिमेंटल अनसर्टेंटी (130 MeV): यह चार्ज-इंडिपेंडेंट मोमेंटम बायस और छोटे डेटासेट की सांख्यिकीय सीमाओं द्वारा संचालित है।
- थ्योरेटिकल अनसर्टेंटी (33 MeV): इसमें PDF अनिश्चितताएं, QCD स्केल वेरिएशंस और QED रेडिएशन मॉडलिंग शामिल है।
- महत्व: यह परिणाम ग्लोबल इलेक्ट्रोवीक फिट और पिछले प्रत्यक्ष मापों (LEP, Tevatron, LHC) के अनुकूल है, जो सीमित डेटासेट के बावजूद नई कार्यप्रणाली को मान्य करता है।
5. महत्व और भविष्य का दृष्टिकोण
- प्रूफ ऑफ प्रिंसिपल: इस विश्लेषण ने सफलतापूर्वक सिद्ध किया है कि डिफरेंशियल क्रॉस-सेक्शन्स का उपयोग प्रतिस्पर्धी सटीकता के साथ mW निकालने के लिए किया जा सकता है, जो पारंपरिक काइनेमैटिक फिट्स के लिए एक पूरक दृष्टिकोण प्रदान करता है।
- सिस्टेमैटिक अंडरस्टैंडिंग: व्यवस्थित अनिश्चितताओं का विस्तृत विवरण (जैसे, W+ और W− चार्ज-डिपेंडेंट मोमेंटम बायस के बीच मजबूत एंटीकोरिलेशन) भविष्य के उच्च-परिशुद्धता मापों के लिए एक ब्लूप्रिंट प्रदान करता है।
- भविष्य की क्षमता: लेखक नोट करते हैं कि पूर्ण LHCb रन 2 डेटासेट (s=13 TeV) पर इस विधि को लागू करने से सांख्यिकी में दो ऑर्डर ऑफ मैग्नीट्यूड की वृद्धि होगी। यह mW पर सांख्यिकीय अनिश्चितता को लगभग 12 MeV तक कम कर सकता है, जिससे LHCb W-मास परिशुद्धता मापों में अग्रणी प्रयोग बन सकता है।
- PDF कंस्ट्रेंट्स: डिफरेंशियल माप फॉरवर्ड रीजन में PDFs के लिए नए प्रतिबंध प्रदान करते हैं, विशेष रूप से W− के लिए उच्च x और W+ के लिए निम्न x पर, जो अन्य LHC भौतिक प्रक्रियाओं में अनिश्चितताओं को कम करने के लिए महत्वपूर्ण हैं।
निष्कर्षतः, यह शोध पत्र LHCb में डिफरेंशियल W-बोसॉन मापों के लिए एक सुदृढ़ ढांचा स्थापित करता है और उच्च-परिशुद्धता इलेक्ट्रोवीक पैरामीटर निर्धारण के लिए डिफरेंशियल क्रॉस-सेक्शन्स के उपयोग की व्यवहार्यता को प्रदर्शित करता है।
अपने क्षेत्र के पेपरों की भीड़ में उलझे हुए हैं?
आपके रिसर्च कीवर्ड से मेल खाने वाले सबसे नए और अलग सोच वाले पेपरों का रोज़ाना Digest पाएँ—तकनीकी सारांश के साथ, आपकी भाषा में।
हर हफ़्ते high-energy experiments के बेहतरीन पेपर पाएँ।
Stanford, Cambridge और French Academy of Sciences के रिसर्चर हम पर भरोसा करते हैं।
अपना सब्सक्रिप्शन पक्का करने के लिए इनबॉक्स देखें।
कुछ गड़बड़ हो गई। फिर से कोशिश करें?
कोई स्पैम नहीं, कभी भी अनसब्सक्राइब करें।