Measurement of the top-quark production cross-section and charge asymmetry at LHCb
13 TeV प्रोटॉन-प्रोटॉन टक्कर डेटा, जो 5.4 fb⁻¹ की एकीकृत ल्यूमिनोसिटी (integrated luminosity) के अनुरूप है, का उपयोग करते हुए, LHCb प्रयोग फॉरवर्ड क्षेत्र में टॉप- और एंटीटॉप-क्वार्क उत्पादन के विभेदक (differential) और कुल क्रॉस-सेक्शन तथा टॉप-क्वार्क चार्ज एसिमेट्री के पहले मापन प्रस्तुत करता है, जो अगले-स्तर के लीडिंग-ऑर्डर (next-to-leading-order) स्टैंडर्ड मॉडल भविष्यवाणियों के अनुरूप परिणाम पाते हैं।
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, M. Akthar, 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. 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, S. Bernet Andres, 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, 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, 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, S. Dadabaev, 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. Didenko, S. Ding, Y. Ding, L. Dittmann, V. Dobishuk, 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, 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, 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, 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, N. Heatley, 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, 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, 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, A. Kharisova, 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, 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, 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, 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. M. 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, G. Panshin, 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, 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, K. Popp, S. Poslavskii, K. Prasanth, C. Prouve, D. Provenzano, V. Pugatch, A. Puicercus Gomez, G. Punzi, J. R. Pybus, Q. 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, I. Shchemerov, L. Shchutska, T. Shears, L. Shekhtman, Z. Shen, S. Sheng, V. Shevchenko, B. Shi, J. Shi, Q. Shi, W. S. Shi, Y. Shimizu, 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, Z. Xu, Z. Xu, Z. Xu, S. Yadav, K. Yang, X. Yang, Y. Yang, Y. 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, 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
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 लार्ज हैड्रॉन कोलाइडर (LHC) दुनिया का सबसे शक्तिशाली पार्टिकल स्मैशर (कणों को टकराने वाली मशीन) है। आमतौर पर, जब वैज्ञानिक प्रोटॉन को आपस में टकराने से निकलने वाले मलबे को देखते हैं, तो वे सीधे सामने या थोड़ा बगल में देखते हैं। लेकिन LHCb प्रयोग एक विशेष कैमरे की तरह है जो ट्रैक के किनारे स्थित है और दूर "फॉरवर्ड" टनल की ओर देख रहा है।
यह पेपर LHCb टीम द्वारा अंततः टॉप क्वार्क (top quark) की एक क्लोज-अप फोटो लेने के बारे में है, जो भौतिकी के 'स्टैंडर्ड मॉडल' का सबसे भारी और विशाल कण है। टॉप क्वार्क को कणों की दुनिया का "राजा" मान लीजिए—यह इतना भारी है कि यह लगभग एक छोटे, अस्थिर ग्रह की तरह है जो पैदा होते ही बिखर जाता है।
यहाँ वैज्ञानिकों ने क्या किया और क्या पाया, इसे सरल अवधारणाओं में नीचे समझाया गया है:
1. "फॉरवर्ड" ज़ोन में खोज
LHC के अधिकांश अन्य प्रयोग (जैसे ATLAS और CMS) टकराव के केंद्र को देखते हैं। हालाँकि, LHCb प्रयोग "फॉरवर्ड" क्षेत्र को देखता है—वह क्षेत्र जहाँ कण एक तीखे कोण पर, लगभग बीम के समानांतर, बाहर निकलते हैं।
- उपमा: कल्पना कीजिए कि एक तोप गोले दाग रही है। ATLAS और CMS तोप के ठीक सामने खड़े हैं, जो सीधे बाहर आने वाले गोलों को पकड़ रहे हैं। LHCb किनारे पर खड़ा है, जो उन गोलों को पकड़ रहा है जो टकराकर तिरछे या अलग कोण पर बाहर निकलते हैं।
- यह क्यों महत्वपूर्ण है: इस फॉरवर्ड ज़ोन में, कण कैसे बनते हैं, इसके नियम थोड़े अलग होते हैं। यह एक स्टेडियम के सामने के बजाय पीछे से भीड़ को देखने जैसा है; आप अलग पैटर्न देखते हैं। यह विशिष्ट दृश्य वैज्ञानिकों को यह समझने में मदद करता है कि "ग्लू" (ग्लूऑन्स) कैसे काम करता है जो प्रोटॉन को आपस में जोड़े रखता है, खासकर जब वह ग्लू बहुत अधिक ऊर्जा लेकर चल रहा हो।
2. "टॉप" और "एंटी-टॉप" का नृत्य
जब प्रोटॉन टकराते हैं, तो वे टॉप क्वार्क की एक जोड़ी बना सकते हैं: एक टॉप (t) और एक एंटी-टॉप (tˉ)।
- मापन: टीम ने गिना कि कितने टॉप और एंटी-टॉप्स बनाए गए। उन्होंने पाया कि हर 100 de top क्वार्क के निर्माण के लिए, लगभग 85 एंटी-टॉप क्वार्क बने।
- परिणाम: उन्होंने "प्रोडक्शन क्रॉस-सेक्शन" (production cross-section) की गणना की, जो भौतिकी का एक फैंसी तरीका है यह कहने का कि "टॉप क्वार्क टकराव के सामने कितना बड़ा लक्ष्य प्रस्तुत करता है।" उन्होंने पाया कि इस फॉरवर्ड क्षेत्र में टॉप क्वार्क, एंटी-टॉप क्वार्क की तुलना में थोड़ा अधिक बार उत्पन्न होता है।
3. चार्ज एसिमेट्री (Charge Asymmetry - "बाएं-दाएं" का झुकाव)
यह इस पेपर का सबसे रोमांचक हिस्सा है। एक पूरी तरह से सममित (symmetrical) दुनिया में, आप उम्मीद करेंगे कि बाएं उड़ने वाले टॉप क्वार्क की संख्या और बाएं उड़ने वाले एंटी-टॉप क्वार्क की संख्या बिल्कुल समान होगी। लेकिन ब्रह्मांड हमेशा पूरी तरह से सममित नहीं होता है।
- उपमा: कल्पना कीजिए कि एक डांस फ्लोर है जहाँ संगीत की ताल थोड़ी ऊपर-नीचे हो रही है। यदि आप सभी को घूमने के लिए कहते हैं, तो आप पाएंगे कि पुरुष थोड़े अधिक बाईं ओर घूमते हैं, जबकि महिलाएं थोड़ी अधिक दाईं ओर घूमती हैं, भले ही संगीत सभी के लिए एक ही हो।
- निष्कर्ष: LHCb टीम ने एक "चार्ज एसिमेट्री" मापी। उन्होंने पाया कि टॉप क्वार्क, एंटी-टॉप क्वार्क की तुलना में एक दिशा (फॉरवर्ड) में थोड़ा अधिक उड़ने की प्रवृत्ति रखते हैं। यह माप 0.08 था, जिसका अर्थ है कि एक छोटा लेकिन ध्यान देने योग्य झुकाव मौजूद है।
- यह क्यों बड़ी बात है: यह LHC के फॉरवर्ड क्षेत्र में इस विशिष्ट झुकाव को मापने का पहला समय है। पिछले प्रयोगों ने इसके संकेत देखे थे, लेकिन LHCb के अनूठे कोण ने एक नया और स्पष्ट दृश्य प्रदान किया। यह परिणाम 'स्टैंडर्ड मॉडल' (भौतिकी का हमारा वर्तमान सर्वश्रेष्ठ सिद्धांत) की भविष्यवाणियों से मेल खाता है, जो एक अच्छा संकेत है कि हमारा सिद्धांत सही ढंग से काम कर रहा है।
4. उन्होंने यह कैसे किया (जासूसी का काम)
टॉप क्वार्क इतने लंबे समय तक नहीं टिकते कि उन्हें सीधे देखा जा सके। वे तुरंत अन्य कणों में बदल (decay) जाते हैं। टीम ने पीछे छोड़े गए एक विशिष्ट "सिग्नेचर" की तलाश की:
- सुराग: उन्होंने एक म्यूऑन (muon) (एक भारी इलेक्ट्रॉन) और एक बी-जेट (b-jet) (बॉटम क्वार्क से निकलने वाला कणों का स्प्रे) की तलाश की।
- फ़िल्टर: डिटेक्टर एक छलनी की तरह है। उन्हें लाखों "जंक" घटनाओं (जैसे रैंडम स्पार्क्स या अन्य कण) को छानना था ताकि वे कुछ हज़ार वास्तविक टॉप क्वार्क घटनाओं को ढूंढ सकें। उन्होंने एक परिष्कृत कंप्यूटर मस्तिष्क (डीप न्यूरल नेटवर्क) का उपयोग किया जो एक बाउंसर की तरह काम करता है, यह जाँचता है कि कण वास्तव में वही हैं जो वे दावा कर रहे हैं।
- डेटा: उन्होंने 2015 से 2018 तक के डेटा का विश्लेषण किया, जो 5.4 "इनवर्स फेमटोबार्न" (inverse femtobarns) के टकरावों के बराबर है (डेटा एकत्र करने की एक इकाई)।
5. निष्कर्ष
पेपर यह निष्कर्ष निकालता है कि:
- उन्होंने पहली बार फॉरवर्ड क्षेत्र में टॉप क्वार्क उत्पादन दर को सफलतापूर्वक मापा।
- उन्होंने चार्ज एसिमेट्री (टॉप्स के लिए एंटी-टॉप्स के ऊपर मामूली प्राथमिकता) को मापा और पाया कि यह 0.08 है।
- ये संख्याएं स्टैंडर्ड मॉडल द्वारा की गई भविष्यवाणियों के साथ पूरी तरह से मेल खाती हैं।
संक्षेप में: LHCb टीम ने कणों के टकराव के ट्रैक के किनारे देखा, ब्रह्मांड के सबसे भारी कण को पकड़ा, और पुष्टि की कि यह बिल्कुल वैसा ही व्यवहार करता है जैसा हमारे सर्वश्रेष्ठ सिद्धांत भविष्यवाणी करते हैं, जिसमें एक दिशा में उड़ने की बहुत मामूली, मापने योग्य प्राथमिकता होती है। यह प्रिसिजन फिजिक्स (सटीक भौतिकी) की एक जीत है और इस बात की पुष्टि है कि उप-परमाणु दुनिया के बारे में हमारी समझ अभी भी कायम है।
तकनीकी सारांश: LHCb पर टॉप-क्वार्क उत्पादन क्रॉस-सेक्शन और चार्ज एसिमेट्री का मापन
समस्या और प्रेरणा
टॉप क्वार्क, मानक मॉडल (SM) में सबसे विशाल मौलिक कण के रूप में, इलेक्ट्रोवीक सिमेट्री ब्रेकिंग और हिग्स बोसोन इंटरैक्शन में केंद्रीय भूमिका निभाता है। इसका उत्पादन क्रॉस-सेक्शन ग्लूऑन पार्टन डिस्ट्रीब्यूशन फंक्शन (PDF) के प्रति अत्यधिक संवेदनशील है, विशेष रूप से उच्च-बाइजोरकिन-x क्षेत्र में जहाँ प्रतिबंध कमजोर बने हुए हैं। जबकि ATLAS और CMS प्रयोगों ने सेंट्रल रैपिडिटी क्षेत्रों में टॉप-क्वार्क उत्पादन का व्यापक रूप से मापन किया है, फॉरवर्ड क्षेत्र एक अद्वितीय काइनेमैटिक रिजीम (kinematic regime) प्रदान करता है। इस क्षेत्र में, SM भविष्यवाणी करता है कि लगभग 80% टॉप क्वार्क ttˉ युग्म उत्पादन से उत्पन्न होते हैं, जबकि शेष 20% t-चैनल सिंगल-टॉप उत्पादन द्वारा प्रभावी होते हैं। इसके अतिरिक्त, जबकि ttˉ उत्पादन स्वाभाविक रूप से लीडिंग ऑर्डर पर चार्ज सिमेट्रिक है, नेक्स्ट-टू-लीडिंग-ऑर्डर (NLO) QCD प्रभाव एक सूक्ष्म चार्ज एसिमेट्री (charge asymmetry) उत्पन्न करते हैं। प्रोटॉन-प्रोटॉन टकरावों में, सिंगल-टॉप उत्पादन एक महत्वपूर्ण आंतरिक चार्ज एसिमेट्री (लगभग 40%) प्रदर्शित करता है, जो d-क्वार्क्स की तुलना में उच्च u-क्वार्क घनत्व के कारण होता है। LHCb डिटेक्टर, अपनी अद्वितीय फॉरवर्ड एक्सेप्टेंस (2<η<5) के साथ, इन काइनेमैटिक रिजीमों को प्रोब करने के लिए एक पूरक वातावरण प्रदान करता है और ग्लूऑन फ्यूजन से कम डाइल्यूशन के कारण टॉप-क्वार्क चार्ज एसिमेट्री को बढ़ी हुई संवेदनशीलता के साथ देखने की क्षमता रखता है।
कार्यप्रणाली (Methodology)
यह विश्लेषण LHCb प्रयोग द्वारा s=13 TeV के केंद्र द्रव्यमान ऊर्जा पर एकत्र किए गए प्रोटॉन-प्रोटॉन टकराव डेटा का उपयोग करता है, जो 5.4 fb−1 की एकीकृत ल्यूमिनोसिटी (integrated luminosity) के अनुरूप है। मापन का केंद्र क्षय चैनल t→W+b है, जहाँ W बोसोन म्यूऑन में लीप्टोनिक रूप से क्षय होता है (W+→μ+νμ)।
- फिडुशियल रीजन (Fiducial Region): विश्लेषण एक विशिष्ट फिडुशियल फेज स्पेस के भीतर किया गया है जो निम्न द्वारा परिभाषित है:
- म्यूऑन: pT,μ>25 GeV और 2.0<ημ<4.5।
- b-जेट: एंटी-kT एल्गोरिदम (R=0.5) का उपयोग करके पुनर्निर्मित, pT,jet>50 GeV और 2.2<ηjet<4.0 के साथ।
- सिस्टम: म्यूऑन और b-जेट सिस्टम को pT(μ+jet)>20 GeV को संतुष्ट करना चाहिए।
- इवेंट सिलेक्शन और बैकग्राउंड सप्रेशन:
- उम्मीदवारों (candidates) का निर्माण सुव्यवस्थित म्यूऑन-जेट युग्मों (ΔR>0.5) से किया जाता है।
- सेमीलेप्टोनिक हेवी-फ्लेवर बैकग्राउंड को म्यूऑन इम्पैक्ट पैरामीटर को <0.04 mm रखकर दबाया जाता है।
- हैड्रॉन मिसआइडेंटिफिकेशन को कैलोरीमीटर ऊर्जा निक्षेप (energy deposit) कट्स के माध्यम से दबाया जाता है।
- Z/γ∗→μ+μ− संदूषण को दूसरे उच्च-pT म्यूऑन को वीटो करके खारिज किया जाता है।
- b-जेट पहचान के लिए सिम्युलेटेड सैंपल्स पर प्रशिक्षित एक डीप न्यूरल नेटवर्क (DNN) क्लासिफायर का उपयोग किया जाता है। एक वर्किंग पॉइंट Pb>0.65 और Pq<0.05 चुना जाता है। b-जेट अंश निकालने के लिए डेटा में Pb वितरण के टेम्पलेट फिट का उपयोग किया जाता है, जिससे लगभग 74% शुद्धता प्राप्त होती है।
- QCD मल्टीजेट बैकग्राउंड को μ+b-जेट सिस्टम के कुल ट्रांसवर्स मोमेंटम और म्यूऑन आइसोलेशन (Iμ>0.9) पर काइनेमैटिक मानदंडों का उपयोग करके दबाया जाता है। अवशिष्ट (residual) QCD बैकग्राउंड का अनुमान (pT,total, Iμ) प्लेन में एक डेटा-ड्रिवन ABCD पद्धति का उपयोग करके लगाया जाता है।
- इलेक्ट्रोवीक बैकग्राउंड (Z+b-जेट और W+b-जेट) का अनुमान सिमुलेशन और डेटा-ड्रिवन सुधारों का उपयोग करके लगाया जाता है।
- करेक्शन और एफिशिएंसी (Efficiency):
- सिग्नल यील्ड को डिटेक्टर प्रभावों के लिए सुधारा जाता है, जिसमें म्यूऑन रिकंस्ट्रक्शन और सिलेक्शन एफिशिएंसी, जेट रिकंस्ट्रक्शन एफिशिएंसी, और b-टैगिंग एफिशिएंसी शामिल हैं।
- म्यूऑन एफिशिएंसी को Z→μ+μ− डेटा का उपयोग करके टैग-एंड-प्रोब विधि द्वारा निर्धारित किया जाता है।
- डिटेक्टर रेजोल्यूशन प्रभावों के लिए माइग्रेशन करेक्शन का मूल्यांकन सिमुलेशन का उपयोग करके किया जाता है; ημ में बिन-टू-बिन माइग्रेशन नगण्य पाया गया है।
- फिडुशियल परिभाषा (वेक्टर सम pT) और सिग्नल रीजन परिभाषा (म्यूऑन-कंटेनिंग जेट pT) के बीच बेमेल को ठीक करने के लिए एक एक्सेप्टेंस फैक्टर लागू किया जाता है।
प्रमुख योगदान और परिणाम
पेपर म्यूऑन स्यूडोरैपिडिटी (ημ) के फलन के रूप में टॉप (t) और एंटीटॉप (tˉ) क्वार्क्स के डिफरेंशियल प्रोडक्शन क्रॉस-सेक्शन के पहले मापन के साथ-साथ संबंधित चार्ज एसिमेट्री (ACt) को प्रस्तुत करता है।
इंटीग्रेटेड क्रॉस-सेक्शन्स:
फिडुशियल क्षेत्र के भीतर कुल उत्पादन क्रॉस-सेक्शन मापे गए हैं:- σt=0.95±0.04 (stat)±0.08 (syst)±0.02 (lumi) pb।
- σtˉ=0.81±0.03 (stat)±0.07 (syst)±0.02 (lumi) pb।
सिस्टमैटिक अनसर्टेंटी (systematic uncertainties) 96% के स्तर पर सह-संबंधित (correlated) हैं।
चार्ज एसिमेट्री:
इन्क्लूसिव टॉप-क्वार्क चार्ज एसिमेट्री को मापा गया है:- ACt=0.08±0.03 (stat)±0.01 (syst)।
यह शून्य से 2.64σ विचलन के बराबर है।
- ACt=0.08±0.03 (stat)±0.01 (syst)।
डिफरेंशियल मेजरमेंट्स:
डिफरेंशियल क्रॉस-सेक्शन और एसिमेट्री प्रदान की गई हैं, जो ημ (2.0 से 4.5 की सीमा में) के बिन में हैं। परिणाम Powheg-BOX (CT18 और NNPDF3.1 PDFs का उपयोग करते हुए) और MadGraph (NNPDF3.1 का उपयोग करते हुए) के NLO स्टैंडर्ड मॉडल भविष्यवाणियों के साथ अच्छा तालमेल दिखाते हैं।
महत्व और दावे
लेखक कहते हैं कि ये परिणाम फॉरवर्ड क्षेत्र में अब तक के सबसे सटीक टॉप-क्वार्क उत्पादन क्रॉस-सेक्शन मापन का प्रतिनिधित्व करते हैं। चार्ज एसिमेट्री के मापन को LHC में इस ऑब्जर्वेबल के पहले महत्वपूर्ण अवलोकन का दावा किया गया है। परिणाम NLO स्टैंडर्ड मॉडल भविष्यवाणियों के अनुरूप हैं। पेपर नोट करता है कि मापी गई एसिमेट्री ttˉ और सिंगल-टॉप उत्पादन दोनों से प्राप्त योगदान प्राप्त करती है; बड़े डेटासेट के साथ भविष्य के विश्लेषणों में, लेखक सुझाव देते हैं कि मापी गई एसिमेट्री को दोनों प्रक्रियाओं से अपेक्षित एसिमेट्री को शामिल करते हुए एक फिट के माध्यम से विघटित (decompose) किया जाना चाहिए। यह कार्य ATLAS और CMS के लिए पूरक बाधाएं (complementary constraints) प्रदान करता है, विशेष रूप से उच्च x पर ग्लूऑन PDF को प्रोब करने के लिए।
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