Blick auf einen Kandidaten für Top-Quark-Produktion im CMS-Detektor. Bild: CMS
Kurz nach dem Beginn der zweiten Laufzeit des Large Hadron Colliders (LHC) am europäischen Teilchenforschungszentrum CERN bei Genf haben DESY-Wissenschaftler in Zusammenarbeit mit ihren Kollegen der Experimente CMS und ATLAS einen ersten wichtigen Test des Standardmodells der Teilchenphysik bei der neuen Kollisionsenergie von 13 TeV bekanntgegeben. Sie haben dazu Daten von Proton-Proton-Kollisionen bei bisher unerreichten Strahlenergien verwendet und darin die Produktionsrate eines bekannten Teilchens analysiert, des Top-Quarks, um zu sehen, ob es sich bei höheren Energien vielleicht anders verhält. Ihr Ergebnis: Bisher verhält es sich wie vorhergesagt.
Das Top-Quark ist das schwerste Elementarteilchen, das wir heute kennen. Es wiegt sogar mehr als das 2012 entdeckte Higgs-Teilchen und könnte deshalb eine besondere Beziehung zu ihm haben. Um dies zu verstehen und herauszufinden, ob sich das Top-Quark tatsächlich so verhält, wie von der Theorie vorhergesagt, untersuchen es Teilchenphysiker am LHC sehr genau. Eine dieser Studien konzentriert sich auf die Produktionsrate von Top-Quark-Paaren im neuen Energiebereich, weil dies das Standardmodell auf den Prüfstand stellt und einen ersten Fingerzeig auf neue Physik jenseits der momentan gültigen Theorie liefern könnte.
Wissenschaftler von DESY haben die Analyse zur Messung des Top-Quark-Paar-Wirkungsquerschnitts bei der Proton-Proton-Kollisionsenergie von 13 TeV geleitet. “Die Resultate stimmen gut mit unseren Erwartungen überein. Dies ist ein weiterer riesiger Erfolg des Standardmodells”, berichtet DESY-Forscher Alexander Grohsjean. Die Resultate wurden in dieser Woche bei der internationalen Konferenz „XXVII International Symposium on Lepton Photon Interaction at High Energies“ vorgestellt und diskutiert.
